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。