截止失真

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,在輸入信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。

簡介

用圖解法分析,電晶體的靜態工作點設定較低時,由於輸入信號的疊加有可能使疊加後的波形一部分進入截止區,這樣就會出現截止失真。NPN型三極體共射極放大電路的截止失真的表現是輸出電壓的頂部出現削波,PNP型三極體的共射放大電路的截止失真是底部失真。

三極體的輸出和輸入正好是反過來的,即反相輸出。假設輸入的是正弦波,靜態工作點正好合適,即靜態工作點電壓是正弦波電壓峰峰值的一半,那么當輸入的波形是正半周時,輸出電壓波形正好跟負半周波形是一樣的;當輸入的波形是負半周時,輸出電壓波形正好跟正半周波形是一樣的。如果V大於輸入波形的峰峰值的一半,那么當輸入的波形是正半周時,快到峰值時,三極體就會處於飽和狀態,那么此時的輸出就不再隨輸入變化了,出現了飽和失真;即輸出得到的負半周正弦波波形就沒有谷底了,我們稱之為飽和失真;反之,當輸入的波形是負半周時,快到谷值時,三極體就會處於截止狀態,那么此時的輸出就不再隨輸入變化了,出現了截止失真;即輸出得到的正半周正弦波波形就沒有峰值了,我們稱之為截止失真。

信號失真

對任何一個BJT放大電路來說,要能夠正常工作,首先必須選擇適當的靜態工作點Q,即給三極體BJT適當的偏置,以保證在信號電壓(電流)的正負半周範圍內,BJT都工作在放大區,不進入飽和區和截止區。因為一旦進入飽和區或截止區,BJT的集電極電流I就不再隨基極電流I變化,於是,輸出信號U或Ic與輸入信號U的波形將有明顯差異,或者說輸出信號失真了。

靜態工作點Q選擇不當,就容易造成輸出信號波形的失真,這種失真是由於三極體的工作狀態離開了線性放大區,進入飽和區或截止區引起的,屬於非線性失真。

失真原因

阻容耦合共射放大器電路 阻容耦合共射放大器電路
放大電路的截止失真 放大電路的截止失真

靜態工作點Q偏低會產生截止失真。假若基極偏置電阻R較大,靜態基極電流I會減小,靜態集電極電流I也會減小,靜態集電極電壓U卻會增大,如圖所示,靜態工作點Q(U,I)沿直流負載線下降到Q(U,I)。當輸入信號幅度較小時,輸出電流I和電壓U仍可不失真;若輸入信號幅度稍大時,則在信號的負半周內,工作狀態將進入截止區,輸出電流Ic不再隨輸入信號變化,其底部變平,同時,輸出電壓U的正半周(頂部)變平,出現了失真如圖所示。這表明,工作點R選擇的也不適當。

解決辦法

Q點設定過低造成的截止失真屬於輸入端失真,所以只能從輸入端解決。只有增大基極電源V,才能消除截止失真,改變R雖然使的Q點位置變高,但只是改變了輸入負載線的斜率,並不能確保使輸入信號進入截止區的哪部分曲線重新進入放大區。

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