三极管中的失真分析

图像分析

​ 截止失真：此电路是共射极放大电路，反相放大，说以当$I_B$很小时（发生截止失真），反应到图像上就是削顶（$R_C$分得的电压最小，UC分得的电压就最大）

​ 饱和失真：同样当$I_B$很大时，$R_C$分得的电压就会更大，$U_C$就会越小，但$R_C$不会超过最大电压

• 静态负载线：

$$E_C=U_{CEQ}+I_{CQ}*R_C$$

• 动态负载线：

$$E_C=U_{CE}+I_{C}*R_C$$

上图中动态负载线和静态负载线重合

负载线不重合的情况：

动态分析：

​ 当高频信号输入时，$I_C$会分配给$R_C$和$R_L$,所引发的动态电压也会比之前重合的情况小

在图中我们假设 RL=RC，导致静态工作点为 QA时，失真电压裕度变为原先的 1/2。

部分公式理解：

• UCE为什么是这个公式？——看上图，UCE是在静态的基础上变化的，我们平时动态分析，都是分析的变化的量

至于为什么动态UCE的变化量是这个公式，看电路图就能理解了

失真裕度

标准定义为：在一个晶体管放大电路中，输入为正弦波电压信号，输出所能达到的最大的不失真正弦信号的幅度，用$U_{OP}$表示，单位是 V。

• 饱和失真裕度：$U_{OPS}$

$$U_{OPS}=U_{CEQ}-U_{CES}$$

​ $U_{CES}$饱和管压降（一般为0.3）

• 截止失真裕度：$U_{OPC}$

$$U_{OPC}=U_{CE-MAX}-U_{CEAQ}$$

算法：

• 饱和失真裕度：在负载线重合和不重合的情况下，都能沿用上面的公式：

$$U_{OPS}=U_{CEQ}-U_{CES}$$

• 截止失真裕度：

最终：

实例

晶体管的 β=100，rbb’=132Ω，UBEQ=0.7V，UCES=0.3V，EC=15V，三个电容容值均足够大。

1）当 SW 断开时，求电路的失真电压裕度。当输入信号逐渐增大时，先发生什么失真？

2）当 SW 闭合时，求电路的失真电压裕度。当输入信号逐渐增大时，先发生什么失真？

仿真图像：

出现了饱和削顶的情况

(2)

晶体管的 β=300，rbb’=100Ω ， UBEQ=0.7V ，UCES=0.3V，E*C=12V，两个电容容值均足够大。

1）当 SW 断开时，求电路的失真电压裕度。先发生什么类型的失真？

2）当输入为幅度等于5V，频率为 10kHz 的正弦波，且 SW 闭合时，VF2会出现什么波形？

仿真结果图：