放大电路静态工作点对波形失真的影响
放大电路静态工作点对波形失真的影响
对于放大电路来说，其放大作用的前提是要保证输出波形不失真。但是，由于晶体管是一个非线性器件，由于静态工作点设置不当或输入信号过大等原因，可能会引起输出波形失真。
在放大电路中，如果静态工作点选择不当，就可能使动态工作范围进入非线性区而产生严重的非线性失真，如图1所示。
若静态工作点过低，如图1（a）所示q1，则输入信号的负半周，晶体管进入截止区工作，ib、ic、uce的波形会出现严重失真，输出波形uo顶部将被削平，这种失真称为截止失真；消除截止失真的方法是提高q点，如增加电源电压ucc，减小基极阻rb等。
若静态工作点过高，如图1（b）所示q2，则输入信号的正半周，晶体管进入饱和区工作，ib、ic、uce的波形会出现严重失真，输出波形uo底部将被削平，这种失真称为饱和失真；消除饱和失真的方法是降低q点，如减小电源电压ucc增加基极阻rb、减小rc增大交流负载线斜率等。
若输入信号过大将会出现双向失真，既有饱和失真，又有截止失真。这是应该减小输入信号，以消除失真。
所以，放大电路不出现失真现象，必须设置合适的静态工作点q，调节电路参数使q点位于交流负载线的中点，以使动态范围尽可能大。
静态工作点稳定的放大电路的原理 放大电路能否正常进行放大，静态工作点q的位置很重要，因此要设置合适的静态工作点。但是放大电路中的晶体管是一个对温度较为敏感的器件，当环境温度改变时它的参数会随之改变。当温度升高时，集电极电流增大，从而会造成静态工作点上移，靠近饱和区，容易引起饱和失真。为了稳定静态工作点，应设法在共射放大电路基础上改进电路。
分压式偏置电路就是一个静态工作点稳定的共射放大电路，如图5-4所示。电路中的rb1为上偏置电阻，rb2为下偏置电阻，它们组成了一个分压电路。射极电阻re的作用是与rb1、rb2配合，确定和稳定放大器的静态工作点。该电路具有以下两个特点。
（1）偏置电阻rb1、rb2对电源进行分压。如果rb1中的电流，1远大于基流ibq，则基极电位近似为
ub≈rb2·ucc/ （rb1+rb2） （5-4）
可见，基极电位仅取决于不受温度影响的偏流电阻和电源，而不随温度而变化。基极电位比较稳定。
（2）射极电阻存在，使射极电位随ieq （ico）变化而变化，以调节发射结的偏置电压ube，从而自动地控制工作点的变化。
静态工作点的稳定原理：当i1》》ibq时，基极电位ub≈rb2·ucc/（rb1+rb2）较为稳定，此时
ubeq =ub-ieq·re≈ub-icq·re （5-5）
若温度升高或换卢值较大的管子时，均会使icq、ieq有增大的趋势，并通过re使射极电位升高，由于ub固定，这必然使ube减小，从而使ibq减小，牵制了icq的增长。从稳定的过程看出，re越大，ieq·re越大，静态工作点越稳定，但re取得过大时，则uce减小，容易造成饱和失真。
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若静态工作点过低，如图1（a）所示q1，则输入信号的负半周，晶体管进入截止区工作，ib、ic、uce的波形会出现严重失真，输出波形uo顶部将被削平，这种失真称为截止失真；消除截止失真的方法是提高q点，如增加电源电压ucc，减小基极阻rb等。
若静态工作点过高，如图1（b）所示q2，则输入信号的正半周，晶体管进入饱和区工作，ib、ic、uce的波形会出现严重失真，输出波形uo底部将被削平，这种失真称为饱和失真；消除饱和失真的方法是降低q点，如减小电源电压ucc增加基极阻rb、减小rc增大交流负载线斜率等。
若输入信号过大将会出现双向失真，既有饱和失真，又有截止失真。这是应该减小输入信号，以消除失真。
所以，放大电路不出现失真现象，必须设置合适的静态工作点q，调节电路参数使q点位于交流负载线的中点，以使动态范围尽可能大。
静态工作点稳定的放大电路的原理 放大电路能否正常进行放大，静态工作点q的位置很重要，因此要设置合适的静态工作点。但是放大电路中的晶体管是一个对温度较为敏感的器件，当环境温度改变时它的参数会随之改变。当温度升高时，集电极电流增大，从而会造成静态工作点上移，靠近饱和区，容易引起饱和失真。为了稳定静态工作点，应设法在共射放大电路基础上改进电路。
分压式偏置电路就是一个静态工作点稳定的共射放大电路，如图5-4所示。电路中的rb1为上偏置电阻，rb2为下偏置电阻，它们组成了一个分压电路。射极电阻re的作用是与rb1、rb2配合，确定和稳定放大器的静态工作点。该电路具有以下两个特点。
（1）偏置电阻rb1、rb2对电源进行分压。如果rb1中的电流，1远大于基流ibq，则基极电位近似为
ub≈rb2·ucc/ （rb1+rb2） （5-4）
可见，基极电位仅取决于不受温度影响的偏流电阻和电源，而不随温度而变化。基极电位比较稳定。
（2）射极电阻存在，使射极电位随ieq （ico）变化而变化，以调节发射结的偏置电压ube，从而自动地控制工作点的变化。
静态工作点的稳定原理：当i1》》ibq时，基极电位ub≈rb2·ucc/（rb1+rb2）较为稳定，此时
ubeq =ub-ieq·re≈ub-icq·re （5-5）
若温度升高或换卢值较大的管子时，均会使icq、ieq有增大的趋势，并通过re使射极电位升高，由于ub固定，这必然使ube减小，从而使ibq减小，牵制了icq的增长。从稳定的过程看出，re越大，ieq·re越大，静态工作点越稳定，但re取得过大时，则uce减小，容易造成饱和失真。
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