सक्रिय विद्युतीय भार

एक सक्रिय लोड या डायनेमिक लोड एक घटक या एक सर्किट है जो एक वर्तमान-स्थिर गैर-रेखीय अवरोधक के रूप में कार्य करता है।

सर्किट डिज़ाइन

सर्किट डिजाइन में, एक सक्रिय लोड एक सर्किट घटक होता है जो सक्रिय उपकरणों से बना होता है, जैसे कि ट्रांजिस्टर, जिसका उद्देश्य एक उच्च छोटे-सिग्नल प्रतिबाधा को प्रस्तुत करना होता है, फिर भी एक बड़े डीसी वोल्टेज ड्रॉप की आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि तब होता है जब इसके बजाय एक बड़े अवरोधक का उपयोग किया जाता है। इस तरह के बड़े एसी लोड प्रतिबाधा वांछनीय हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार के एम्पलीफायर के एसी लाभ को बढ़ाने के लिए। आमतौर पर सक्रिय भार एक वर्तमान दर्पण का आउटपुट भाग होता है [1] और इसे एक आदर्श तरीके से वर्तमान स्रोत के रूप में दर्शाया जाता है। आम तौर पर, यह केवल एक निरंतर-वर्तमान प्रतिरोधी होता है जो निरंतर वोल्टेज स्रोत सहित पूरे वर्तमान स्रोत का हिस्सा होता है (नीचे दिए गए आंकड़ों पर बिजली की आपूर्ति वीसीसी)।

सामान्य आधार उदाहरण

चित्रा 1: मूल एनपीएन आम बेस सर्किट प्रतिरोधी लोड के साथ (पूर्वाग्रह विवरण की उपेक्षा)। विन पर सिग्नल लगाया जाता है, नोड से लिया गया आउटपुट वोल्टेज या करंट हो सकता है।

चित्रा 2: बेसिक एनपीएन कॉमन बेस सर्किट (बायसिंग विवरण की उपेक्षा)। वर्तमान स्रोत आईसी एक सक्रिय भार का प्रतिनिधित्व करता है।

चित्रा 1 में लोड एक प्रतिरोधी है, और प्रतिरोधी के माध्यम से वर्तमान ओम के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है:

   आईसी = वीसीसी - वी आउट आरसी {\displaystyle I_{C}={\frac {V_{CC}-V_{\text{out}}}{R_{C}}}} {\displaystyle I_{C}={ \frac {V_{CC}-V_{\text{out}}}{R_{C}}}}.

इस संबंध के परिणामस्वरूप, रोकनेवाला में वोल्टेज ड्रॉप क्यू-पॉइंट पर करंट से बंधा होता है। यदि किसी प्रदर्शन कारण के लिए पूर्वाग्रह धारा तय की जाती है, तो लोड प्रतिरोध में कोई भी वृद्धि स्वचालित रूप से Vout के लिए कम वोल्टेज की ओर ले जाती है। जो बदले में कलेक्टर और बेस के बीच वोल्टेज ड्रॉप वीसीबी को कम करता है, एम्पलीफायर आउटपुट पर सिग्नल स्विंग को सीमित करता है (यदि आउटपुट स्विंग वीसीबी से बड़ा है, तो सिग्नल चक्र के दौरान ट्रांजिस्टर सक्रिय मोड से बाहर हो जाता है)।

इसके विपरीत, चित्रा 2 के सक्रिय भार का उपयोग करते हुए, आदर्श वर्तमान स्रोत का एसी प्रतिबाधा वोल्टेज ड्रॉप वीसीसी - वाउट की परवाह किए बिना अनंत है, जो वीसीबी के एक बड़े मूल्य की भी अनुमति देता है। और परिणामस्वरूप एक बड़ा आउटपुट सिग्नल स्विंग।

डिफरेंशियल एम्पलीफायर्स

लाभ को अत्यधिक बढ़ाने के लिए सक्रिय भार का उपयोग अक्सर op-amp अंतर इनपुट चरणों में किया जाता है।

व्यावहारिक सीमाएं

व्यवहार में आदर्श धारा स्रोत को वर्तमान दर्पण से बदल दिया जाता है, जो दो तरह से कम आदर्श होता है। सबसे पहले, इसका एसी प्रतिरोध बड़ा है, लेकिन अनंत नहीं है। दूसरा, संचालन को बनाए रखने के लिए दर्पण को एक छोटे वोल्टेज ड्रॉप की आवश्यकता होती है (दर्पण के आउटपुट ट्रांजिस्टर को सक्रिय मोड में रखने के लिए)। नतीजतन, वर्तमान दर्पण स्वीकार्य आउटपुट वोल्टेज स्विंग को सीमित करता है, लेकिन यह सीमा एक प्रतिरोधी की तुलना में बहुत कम है, और यह भी पूर्वाग्रह की पसंद पर निर्भर नहीं करता है, सर्किट को डिजाइन करने में प्रतिरोधी की तुलना में अधिक लचीलापन छोड़ देता है।

जांच उपकरण

इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरण के क्षेत्र में, बिजली की आपूर्ति और विद्युत शक्ति के अन्य स्रोतों के स्वचालित परीक्षण के लिए एक सक्रिय लोड का उपयोग किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उनका आउटपुट वोल्टेज और करंट लोड स्थितियों की एक सीमा से अधिक लोड से लेकर अधिकतम लोड तक उनके विनिर्देशों के भीतर है। परीक्षण भार के लिए एक दृष्टिकोण विभिन्न मूल्यों के प्रतिरोधों के एक सेट और मैन्युअल हस्तक्षेप का उपयोग करता है। इसके विपरीत, एक सक्रिय लोड स्रोत को इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण द्वारा भिन्न प्रतिरोध मान प्रस्तुत करता है, या तो एक एनालॉग एडजस्टिंग डिवाइस जैसे कि मल्टी-टर्न पोटेंशियोमीटर या स्वचालित परीक्षण सेटअप में, एक डिजिटल कंप्यूटर द्वारा। बिजली आपूर्ति की क्षणिक प्रतिक्रिया का परीक्षण करने के लिए लोड प्रतिरोध को अक्सर तेजी से बदला जा सकता है।

एक रोकनेवाला की तरह, एक सक्रिय भार बिजली की आपूर्ति की विद्युत ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करता है। इसलिए एक सक्रिय भार में गर्मी-विघटनकारी उपकरण (आमतौर पर ट्रांजिस्टर) को परिणामी तापमान वृद्धि का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, और आमतौर पर हीटसिंक के माध्यम से ठंडा किया जाता है।

अतिरिक्त सुविधा के लिए, सक्रिय भार में अक्सर इनपुट को दिए गए वर्तमान और वोल्टेज को मापने के लिए सर्किटरी शामिल होती है, और इन मापों को संख्यात्मक रीडआउट पर प्रदर्शित कर सकते हैं।

संदर्भ

रिचर्ड सी. जैगर, ट्रैविस एन. ब्लालॉक (2004)। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन (दूसरा संस्करण)। न्यूयॉर्क: मैकग्रा-हिल प्रोफेशनल। पी। 1228. आईएसबीएन 0-07-250503-6।