共射級三極體放大電路與其飽和失真與截止失真的分析

2021-10-25 18:25:20 字數 1618 閱讀 7626

如有錯誤,希望指正,初學模電,多多包涵

基本的放大電路電路圖

波形分析過程如下:

1、當輸入一定的待放大的訊號ui如圖:

2、因此在靜態工作點q時,已經有了一定的ib電流,根據疊加定理,ib在動態工作時的波形如圖(動態訊號 + 靜態訊號):

3、根據ic電流訊號特徵我們可以描繪出rc的電壓訊號圖:

rc ↑ = ua(不變)- ub(↓)。同時也可這麼理解,根據kvl定理,uce + urc = vcc。一方上公升多少,另一方便下降多少。

飽和失真,指的是電晶體因q點過高,出現的失真。當q點過高時,雖然基極動態電流為不失真的正弦波,但是由於輸入訊號正半周靠近峰值的某段時間內電晶體進入飽和區,導致集電極動態電流產生頂部失真,集電極電阻上的電壓波形隨之產生同樣的失真。由於輸出電壓與集電極電阻上的電壓變化相位相反,從而導致輸出波形產生底部失真。

如何理解飽和失真:靜態工作點過高,那麼電流ic和ib則會有乙個較大的數值,從而導致urc數值較大,因此可能當我ib增大到乙個值(極大值的鄰域,同時這裡是包含直流和交流量),那麼根據kvl,那麼urc則會趨近於vcc,導致輸出電壓基本為0。這便是飽和失真。對於ic電流失真可以這麼理解,urc電壓越大,則集電極電勢越低,會導致集電結進行反偏,進入三極體的飽和區,可是uce(這裡e電勢為0)越小,ib越大導致ic越大(飽和區也有乙個放大倍數),ic = βib β↓,ib↑ 這種作用就會導致ic趨於乙個定值。

截止失真:由電晶體截止造成的失真,稱為截止失真。當q點過低時,在輸入訊號負半周靠近峰值的某段時間內,電晶體b-e間電壓總量小於其開啟電壓,此時,電晶體截止,因此,基極電流將產生底部失真,即截止失真。

如何理解截止失真:因為ib是交流量和直流量的疊加,因此可能在交流量極小值的某個領域,則會導致兩者之和為0或者為負值,這便導致發射結反偏,集電結正偏。根據三極體的輸出特性,截止區中,ic十分微弱,導致urc電壓十分微弱,uce的電壓趨近於vcc。

同時靜態工作點q選擇不正確,可能導致兩種失真方式均出現,我們稱為雙向切割失真。

因此想要電路不發生失真,則電路應該滿足在訊號的整個週期內都滿足電晶體處於放大狀態。

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