截止、饱和失真的原理及解决方法

1、摘要：晶体三极管在现代电路中有着广泛的应用，其主要功能是放大 功能和开关功能，本文主要针对三极管的放大功能进行分析，重点介 绍了晶体管在放大电路中出现的非线形失真的原因进行了深入的分 析，最后给出了非线形失真的原因极其解决办法。关键词：晶体三极管放大电路非线形失真解决办法1三极管的非线形失真当我们用三极管对信号进行放大的时候，目的是对信号有一定比 例地放大，如果不能按比例放大，放大后的信号与原信号相比就改变 了性质，这种现象我们称之为信号失真，而这种失真是由于对原信号 进行非线形放大而产生的，我们称为非线形失真。2非线形失真产生的原因及分类亠碱II： LA状态Wqe截止CEOVcc放大事如E饱

2、和W “BE图一2.1截止失真现在以NPN型三极管为例说明晶体三极管的工作原理及失真原因的分 析，三极管的结构和符号三极管的发射节相当于一个二极管，而二极管具有单向导电性， 其所加电压与通过电流与二极管的伏安特性相同。只有加到发射节上的电压高于 U。n（开启电压）时，发射节才有电流 通过，而当发射节被加反向电压时（只要不超过其反向击穿电压）， 只有很小的反向电流通过，我们认为这种情况下三极管处于截止状 态，而在实际应用中，我们会遇到各种各样的信号需要放大，有较强 的信号，有较弱的信号，也有反向的信号，根据 PN结的特性，当加到 发射结上的信号为较弱的信号（小于开启电压），或者是反向信号 时，发

3、射结是截止的，三极管是不能起到放大的作用，输出的信号， 也出现严重的失真，此时的失真，称为截止失真。22饱和失真在了解三极管的饱失真前，我们先了解一下三极管的 饱和导通， 我们知道，当三极管的的发射结被加正向电压且 UBE>Uon，三极管的发射结有电流通过，以NPN三极管为例，三极管的工作过程是这样 的：当发射结加正向电压时，发射区通过扩散运动向基区发射电子， 形成发射极电流Ie；其中一小部分与基区的空穴复合，形成基极电流 Ib,又由于集电极加反向电压，所以从发射极出来的大部分电子在集电 极电压作用下通过漂移运动到达集电极，形成集电极电流lC。当集电结上加不同电压 时，有三种情况：221

4、集电结加反向电压，集电结反偏，此时，集电极有能力收集从发射极发射出的电子，三极管处于稳定的放大状态。如电路图3,三极管工作在如图2所示的放大区。31(/地和区bLrr必大Jn1区.人产0截止区图二2.2.2当集电结加正向电压，集电极正偏，此时，发射极发射电子 由于而集电极收集电子不足，即使基极电流增大，发射极发射电子电 流增大，由于集电极收集电子不足，集电极电流也不会增大，这种情 况称为三极管的饱和导通，如图 2所示的饱和区。饱和导通时，三极 管对信号也失去了发放大作用，此时的三极管的失真称为饱和失真2.2.3当集电结所加电压为零，即 Ucb=O时，三极管出处于饱和 放大的临界状态。3非线形失

5、真的解决办法3.1截止失真的解决办法当输入信号Ui<Uon时，如果没有附加电源，发射结是截止的， 三极管不能进行放大作用，如果要是三极管导通，就要增加基极电 位，使输入的信号同时增加某相同的电位，使要放大的输入信号都能 满足大于Uon,为此在基极增加一个静态电源 vbb，使 vbb+u?U on,保证三极管导通。如图所示3.2饱和失真的解决办法321增加VCC由于三极管饱和的根本原因是集电结收集电子的 能力不足，所以增加VCC能够增强集电极收集电子的能力，但必须保 证VCC在三极管的能承受范围内，在 RC和管子不变的情况下，能够 消除饱和失真3.2.2增加基极电阻RB以减小基极电流，从而

6、集电极电流 IC= B IB在集电极电阻RC和集电极电源VCC不变的情况下，由 VCE=VCC- B IBRC得集电极电压变大，从而使集电极收集电子能力增 强，消除饱和失3.2.3减小集电极电阻，在电路中其他参数不变的情况下，减小集 电极电阻RC就减小了在RC上的压降由UCE=VCC- BbRc知加在集 电结的电压增大，也增强了集电极收集电子的能力，从而消除饱和失 直 /、3.2.4更换一只B较小的管子.在其他参数不变的情况下，换一只放 大倍数较小的管子，由 UCE=VCC- BbRc知:在集电极电阻上的压降 减小，也即增大了加在集电结的电位，增强了集电结收集电子的能 力，从而消除饱和失真，同理由I式得B应满足4结论以上是从晶体管三极管的放大原理来分析其放大失真的原因，并 给出了在其他参数不变的情况下，改变电路中的某一个参数的几种消 除非线形时针失真的解决办法，而在实际应用中，有时