放大电路静态工作点对波形失真的影响

作者:电工吧 日期:2020-07-06 19:49:41 人气: 栏目:电气知识

  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。

放大电路静态工作点对波形失真的影响

  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。

放大电路静态工作点对波形失真的影响

  (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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