الحمل النشط

الحمل النشط أو الحمل الديناميكي هو مكون أو دائرة تعمل كمقاوم غير خطي مستقر للتيار .

في تصميم الدوائر، يُعرف الحمل الفعال بأنه مكون دائرة يتكون من أجهزة فعالة ، مثل الترانزستورات ، مصممة لتقديم مقاومة عالية للإشارة الصغيرة دون الحاجة إلى انخفاض كبير في جهد التيار المستمر، كما هو الحال عند استخدام مقاومة كبيرة. قد تكون هذه المقاومة العالية لحمل التيار المتردد مرغوبة، على سبيل المثال، لزيادة كسب التيار المتردد لبعض أنواع المضخمات . في أغلب الأحيان، يكون الحمل الفعال هو جزء الخرج في مرآة التيار ^{[ 1 ]} ، ويُمثل بشكل مثالي كمصدر تيار. عادةً، يكون هذا الجزء عبارة عن مقاومة تيار ثابت فقط _، وهي جزء من مصدر التيار الكامل الذي يتضمن مصدر جهد ثابت أيضًا (مصدر الطاقة VCC في الأشكال أدناه).

مثال القاعدة المشتركة

في الشكل 1، يمثل الحمل مقاومة، ويتم تحديد التيار المار عبر المقاومة بواسطة قانون أوم على النحو التالي:

${\displaystyle I_{C}={\frac {V_{CC}-V_{\text{out}}}{R_{C}}}}$.

نتيجةً لهذه العلاقة، يرتبط انخفاض الجهد عبر المقاومة بالتيار عند نقطة التشغيل (Q) . إذا تم تثبيت تيار الانحياز لأسباب تتعلق بالأداء، فإن أي زيادة في مقاومة الحمل تؤدي تلقائيًا إلى انخفاض جهد الخرج ( V _{_out} )، مما يقلل بدوره من انخفاض الجهد (V_{_CB)} بين المجمع والقاعدة، وبالتالي يحد من نطاق إشارة خرج المضخم (إذا كان نطاق الخرج أكبر من V_{_CB} ، فإن الترانزستور يخرج من وضع التشغيل النشط خلال جزء من دورة الإشارة).

في المقابل، باستخدام الحمل النشط الموضح في الشكل 2، تكون معاوقة التيار المتردد لمصدر التيار المثالي لانهائية بغض النظر عن انخفاض الجهد V _CC − V _out ، مما يسمح حتى بقيمة كبيرة لـ V _CB ، وبالتالي تأرجح كبير لإشارة الخرج.

في مجال معدات الاختبار الإلكترونية ، يتم استخدام الحمل النشط للاختبار التلقائي لمصادر الطاقة ومصادر الطاقة الكهربائية الأخرى لضمان أن يكون جهد الخرج والتيار ضمن مواصفاتها على مدى مجموعة من ظروف الحمل، من عدم وجود حمل إلى أقصى حمل.

تعتمد إحدى طرق اختبار الأحمال على استخدام مجموعة من المقاومات ذات قيم مختلفة، مع تدخل يدوي. في المقابل، يُقدّم الحمل النشط للمصدر قيمة مقاومة تتغير إلكترونيًا، إما بواسطة جهاز ضبط تناظري مثل مقياس الجهد متعدد اللفات ، أو بواسطة حاسوب رقمي في أنظمة الاختبار الآلية. غالبًا ما يمكن تغيير مقاومة الحمل بسرعة لاختبار استجابة مصدر الطاقة العابرة .

تمامًا مثل المقاوم، يقوم الحمل النشط بتحويل الطاقة الكهربائية من مصدر الطاقة إلى حرارة. لذلك، يجب تصميم أجهزة تبديد الحرارة (عادةً الترانزستورات ) في الحمل النشط لتحمل ارتفاع درجة الحرارة الناتج، وعادةً ما يتم تبريدها باستخدام مشتتات حرارية .

ولزيادة الراحة، غالبًا ما تتضمن الأحمال النشطة دوائر لقياس التيار والجهد المُوَصَّل إلى المدخلات، وقد تعرض هذه القياسات على قراءات رقمية.