ان خط الحمل هي أداة للتحديد التيار المار وفرق الجهد على طرفي نبائط أشباه الموصلات بدقة، وعليه يمكن استعمال خط الحمل لتحديد القيم الممكنة للتيار والفولتية على طرفي ثنائي في دائرة ما، علماً بان الفائدة الأكبر من خط الحمل هو في تحديد فروق الجهد والتيارات في نبيطة أكثر تقدماً وهي الترانزستور والتي سنأتي عليها لاحقاً.

في حالة خط الحمل الخاص بثنائي أشباه الموصلات فهو يمثل المحل الهندسي لجميع قيم التيار والفولتية التي يمكن ان يمتلكها ثنائي ما في دائرة معينة، والرسم خط الحمل علينا أولا إيجاد العلاقة بين فرق الجهد على طرفي الثنائي والتيار المار من خلاله والتي غالباً ما نتحصل عليها بتطبيق قانون كيرشوف الخاص بفروق الجهد (المجموع الجبري لفروق الجهد حول أي دائرة كهربائية مغلقة تساوي صفر).

لنأخذ على سبيل المثال الدائرة المجاورة ونحاول ان نجد معادلة خط الحمل لها بتطبيق قانون كيرشوف الخاص بفروق الجهد نحصل على :

المعادلة الأخيرة

 تمثل معادلة خط الحمل لها .

ولرسم خط الحمل لابد من معرفة إحداثيات نقطتان على الأقل تنتميان له وهي تكون عادة نقطتي التقاطع مع المحاور (محور التيار ومحور الفولتية) والتي يمكن إيجادها من معادلة خط الحمل، فلإيجاد نقطة التقاطع مع محور التيار نعوض (0 = V) ومنه نجد احداثي التقاطع مع محور التيار والذي يكون( V_S/R_S,0)، ولإيجاد التقاطع مع محور الجهد نعوض (0)= I_D) في معادلة خط الحمل فنحصل على احداثي نقطة التقاطع (V,0)، ومن تحديد نقطتي التقاطع يمكننا رسم خط الحمل وكما هو موضح بالشكل (1)، اما إحداثيات نقطة العمل فتمثل احداثي نقطة تقاطع خط الحمل مع منحنى الخواص للثنائي والذي يكون من الصفات المميزة له بصرف النظر عن الدائرة التي يعمل فيها.

شكل (1) خط الحمل ونقطة العمل للثنائي

فمثلاً اذا كانت فولتية المصدر (V2) وقيمة المقاومة

(100Ω=R) كما مبين في الشكل المجاور، فان معادلة خط

الحمل ستكون بالصورة

المعادلة السابقة تمثل معادلة خط مستقيم، ولرسمها نجد نقطتي تقاطع الخط مع المحاور وكما يلي:

ان النقطة (V_D=0 ,( I_D=20mA تسمى نقطة التشبع (Saturation) (لانها تمثل اعظم قيمة للتيار يمكن ان يمر بالثنائي) بينما النقطة (V_D=2V , I_D=12mA) تسمى نقطة القطع (Cutoff) لأنها تمثل اقل تيار يمكن ان يمر بالثنائي وبعد تحديد نقطتي التشبع والقطع يمكننا رسم خط الحمل على منحنى الخواص الخاص بالثنائي كما هو موضح بالشكل (2)، وتمثل نقطة تقاطع خط الحمل مع منحنى الخواص احداثي نقطة العمل وبأنزال المساقط على المحورين نجد ان احداثي نقطة العمل في هذه الحالة هي

V_D=0.75V, I_D=12.5Ma))

شكل (2) خط الحمل ونقطة العمل لثنائي أشباه الموصلات المصنوع من السليكون

مواضيع ذات صلة

مخطط حزم الطاقة لوصلة pn

مستوى فيرمي (Fermi level)

أجهزة الحالة الثلاثية

الانبعاث الثانوي (Secondary Emission)

الدائرة المكافئة لثنائي أشباه الموصلات

أشباه الموصلات النقية (Intrinsic Semiconductors)

التطعيم (التشويب) Doping

الانبعاث المجالي (Field Emission)

أنابيب الإقرار الغازية (أنابيب جاوس) Gaseous Regulator Tubes

التقويم الموجي

الموضوع تأثير درجة الحرارة على خواص ثنائي أشباه الموصلات

مقوم القنطرة للموجة الكاملة Full-wave bridge rectifier: