operointipisteessä

Operointipisteessä (Q-piste tai biasointipiste) tarkoitetaan epälineaarisen laitteen tai järjestelmän vakaata DC-tilaa, jossa sen jännitteet ja virrat ovat ajasta riippumattomia. Se toimii suunnittelun keskeisenä referenssipisteenä erityisesti transistorivahvistimissa. Pääperiaate on, että signaalin vaihtovirtakomponenttia ei huomioida tämänhetkisessä state-mäessä ja ratkaistaan laitteen DC-olosuhteet. Tulokset, kuten jännitteet ja virrat, määrittävät laitteen toiminnan ympärillä tehtävän pienisignaalilinjaston.

Operointipiste määritetään ratkaisemalla DC-tiedot piirissä: poistetaan syötteen vaihtovirtakomponentti ja lasketaan jännitteet ja virrat, kuten V_B, V_E ja I_C BJT:llä tai I_D ja V_GS FET:illä. Tämä piste toimii pohjana pienisignaaliselle mallintamiselle, jonka avulla laitteen käyttäytymistä voidaan analysoida lineaarisesti sen ympärillä.

Merkitys: oikea operointipiste mahdollistaa riittävän suuruisen lineaarisen vahvistuksen ja riittävän käyttötilan (headroom) tulo- ja lähtöjännitteille sekä virroille. Se vaikuttaa vahvistuksen, taajuusvasteen ja epälineaarisuuksien sekä lämpötilavaihteluiden sietokyvyn hallintaan.

Biasointimenetelmät: BJT-vahvistimissa yleisiä ovat kiinteä bias, kollektorin palautesidonnainen bias sekä jännittejakovastuksella toteutettu bias. Emittori-degeneraatio parantaa stabiliteettia. MOSFET/JFET-vahvistimissa käytetään usein gate-biasia tai itse-biasia lähdössä resistorin kautta sekä jakovirtaverkkoja. Lämpötilan vaikutukset (esimerkiksi Vbe:n drifti ja β:n vaihtelu) pyritään kompensoimaan suunnittelussa.

Käytännön huomioita: operointipistettä valitaan usein siten, että vaihtelevan signaalin voimakkuus mahtuu lineaariseen alueelle ja vaihtelut pysyvät laitteen turvallisissa rajoissa.