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  • 晶体三极管饱和失真、截止失真的仿真,使用Multisim仿真软件进行仿真,是学生理解三极管的静态工作点对波形的影响。
  • 放大电路的静态工作点

    千次阅读 2011-05-07 09:06:00
    定义    所谓静态工作点就是输入信号为零时,电路... 若静态工作点设置的不合适,在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真(静态工作点偏高)或截止失真静态工作点偏低)。处于静态工作点时的三个参数

    定义

       所谓静态工作点就是输入信号为零时,电路处于直流工作状态,这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点,设置静态工作点的目的就是 要保证在被放大的交流信号加入电路时,不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置,集电结反向偏置的三极管放大状态。   可以通过改变电路参数来改变静态工作点,这就可以设置静态工作点。   若静态工作点设置的不合适,在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真(静态工作点偏高)或截止失真(静态工作点偏低)。

    处于静态工作点时的三个参数

      在放大电路中,当有信号输入时,交流量与直流量共存。将输入信号为零、即直流电源单独作用的时候晶体管的基极电流 b 集电极电流Ic(或 e )、 管压降 ceb-e 间电压 Ube 称之为静态工作点Q, 常将Q 点记作 BQ、 CQ(或 EQ)、 BEQ、 CEQ。

     

     

    公式

      


     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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  • 三极管的Q点/静态工作点

    万次阅读 2018-07-06 10:59:38
    三极管的Q点/静态工作点浅谈  晶体三极管静态工作点的设置而所谓谓静态工作点是指放大电路在没有交流信号输人的情况下,三极管处于直流工作状态。其各极电压和电流都处于一个恒定值,即处于相对“静止”的状态,故...

      三极管的Q点/静态工作点浅谈

           晶体三极管静态工作点的设置而所谓谓静态工作点是指放大电路在没有交流信号输人的情况下,三极管处于直流工作状态。其各极电压和电流都处于一个恒定值,即处于相对“静止”的状态,故称为“静态”。Q点必须在所有条件下都处于有源区,否则,输出信号的波峰将由于进入饱和区或者是截止区而发生严重失真。

          而各极对应的一组电流、电压值(Ube和Uce表示)代表在输人和输出特性曲线上的一个点,所以称为“静态工作点”,如图一所示。图一是零偏置(即Ube=0)电路,输人u;是一个完整的正弦信号。由于Ube=0,所以在输人信号u;的一个周期内,大部分时间Ib=Oa只有在t1- t2这段时间内,三极管才导通, 即产生基极电流iB(如图中阴影部分),进而产生集电极电流Ico因此,Ib和Ic就不是跟随u;的变化而变化了,即产生了严重的失真。

     

     

    图一

                                                                            

         为了减少这种失真,Ib不但应该在输人信号电压的正半周时随着输人电压的增加而增大,而且还必须在输人信号电压的负半周时也随着输入电压的减小而减小。因此在没有加输人信号前,就要设置一个Ib,且使Q点落在输人特性线段的中点附近,如图二所示。

     

     

    图二

                                                                                                       

          由于设置了合适的静态工作点,所以在输人信号不太大的情况下,i$和is的波形基本上随输人信号做线变化,表明没有失真或失真很小。另外,三极管集电极和发射极间的静态值也应选择合适,否则即使它不失真于输人信号,但输出信号电压u。也可能失真。造成这一失真的主要原因是集电极电阻Rc的阻值选得不当,调整Rc的阻值可减小失真。

         说的简单一点就是:Q点/静态工作点的确定就是让交流输入信号经过放大后尽量避免失真。这也是我们让信号放大的初衷!

    此文章只是个人交流,学术有限!不足之处,望各位爱好者批评指正!

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  • 2、因此在静态工作点Q时,已经有了一定的IB电流,根据叠加定理,IB在动态工作时的波形如图(动态信号 + 静态信号): (因为IC = βIB,所以这幅图同时描述了IC和IB的波形,IC的波形则应该是IB的β倍,电流信号也应...

    共基级三极管放大电路与其饱和失真与截止失真的分析

    如有错误,希望指正,初学模电,多多包涵

    基本的放大电路电路图
    在这里插入图片描述(相关电源、电阻、信号作用在此不表)
    波形分析过程如下:
    1、当输入一定的待放大的信号Ui如图:在这里插入图片描述
    2、因此在静态工作点Q时,已经有了一定的IB电流,根据叠加定理,IB在动态工作时的波形如图(动态信号 + 静态信号):
    在这里插入图片描述(因为IC = βIB,所以这幅图同时描述了IC和IB的波形,IC的波形则应该是IB的β倍,电流信号也应为正弦波,因为在PN结有一定压降后,其余电压降至于电阻,电阻并不影响相频特性)
    3、根据IC电流信号特征我们可以描绘出Rc的电压信号图:
    在这里插入图片描述4、我们发现,Rc的某一个端口与VCC等电势(Rc = Ua - Ub,可以理解为Ua固定为VCC电势),所以Rc的电压变化则应该是另外一个端口进行变化,可以知道那个端口其实是集电极,同时因为发射级接地(电势为0),所以可以得到Uce的波形图:
    在这里插入图片描述
    Rc ↑ = Ua(不变)- Ub(↓)。同时也可这么理解,根据KVL定理,Uce + URC = VCC。一方上升多少,另一方便下降多少。

    有关饱和失真和截止失真

    在这里插入图片描述
    饱和失真,指的是晶体管因Q点过高,出现的失真。当Q点过高时,虽然基极动态电流为不失真的正弦波,但是由于输入信号正半周靠近峰值的某段时间内晶体管进入饱和区,导致集电极动态电流产生顶部失真,集电极电阻上的电压波形随之产生同样的失真。由于输出电压与集电极电阻上的电压变化相位相反,从而导致输出波形产生底部失真。

    如何理解饱和失真:静态工作点过高,那么电流IC和IB则会有一个较大的数值,从而导致URC数值较大,因此可能当我IB增大到一个值(极大值的邻域,同时这里是包含直流和交流量),那么根据KVL,那么URC则会趋近于VCC,导致输出电压基本为0。这便是饱和失真。对于IC电流失真可以这么理解,URC电压越大,则集电极电势越低,会导致集电结进行反偏,进入三极管的饱和区,可是UCE(这里E电势为0)越小,IB越大导致IC越大(饱和区也有一个放大倍数),IC = βIB β↓,IB↑ 这种作用就会导致IC趋于一个定值。

    截止失真:由晶体管截止造成的失真,称为截止失真。当Q点过低时,在输入信号负半周靠近峰值的某段时间内,晶体管b-e间电压总量小于其开启电压,此时,晶体管截止,因此,基极电流将产生底部失真,即截止失真。

    如何理解截止失真:因为IB是交流量和直流量的叠加,因此可能在交流量极小值的某个领域,则会导致两者之和为0或者为负值,这便导致发射结反偏,集电结正偏。根据三极管的输出特性,截止区中,IC十分微弱,导致URC电压十分微弱,UCE的电压趋近于VCC。

    同时静态工作点Q选择不正确,可能导致两种失真方式均出现,我们称为双向切割失真。

    因此想要电路不发生失真,则电路应该满足在信号的整个周期内都满足晶体管处于放大状态。

    如何解决饱和失真与截止失真

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

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  • 电子电路复习之失真

    千次阅读 2018-06-19 13:44:39
    提高静态工作点的数值,将其选在交流负载线的中点。 饱和失真:当集电结反偏,发射结正偏时,三极管处于正常放大状态,而如果集电结的收集电子能力不足,即Uce<0,集电结正偏时,即使基极电流Ib和发射极电流...

    截止失真:Ui<Uon时,三极管处于截止状态。解决办法:在基极增加一个静态电源Vbb,使得Vbb+Ui>Uon。提高静态工作点的数值,将其选在交流负载线的中点。

     

    饱和失真:当集电结反偏,发射结正偏时,三极管处于正常放大状态,而如果集电结的收集电子能力不足,即Uce<0,集电结正偏时,即使基极电流Ib和发射极电流Ie都增大,集电极电流Ic也不会增大,此时三极管工作状态处于饱和区,输入信号工作点太高使得三极管进入饱和区而对输入信号的增强没有相应的响应即为饱和失真。解决办法:Uce=Vcc-βIbRc,改变参量使得Uce>0。降低静态工作点的数值,将其选在交流负载线的中点。

     

    双向失真:输入信号幅度过大,使得三极管达到截止、饱和状态,即截止失真+饱和失真。

     

    交越失真:互补对称功放电路没有直流偏置,基极电流必须在Ube大于Uon时才会出现显著变化,使得波形出现的失真。解决办法:采用互补输出级电路。

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  • 交越失真及产生原因和改善方法

    万次阅读 多人点赞 2016-09-11 20:29:02
    与一般放大电路相同,消除交越失真的方法是设置合适的静态工作点,使得三极管在静态时微导通。 是指在放大电路中,输出信号并非是输入信号完全的、真实的放大,而是多多少少走了样,这种走样即是失真。引起失真...
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  • 放大电路的分析方法

    2020-12-13 23:24:48
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  • 模电实验报告.docx

    2020-02-18 18:21:28
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  • 集成电子电路和疑难解答

    千次阅读 2013-05-31 11:48:19
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  • 2021-04-26

    2021-04-26 09:09:38
    两个管子的射极和射极相接作为输出,原因是这样...消除失真的办法是设置合适的静态工作点,使两只管子在输入电压为0时处于临界开启状态,也叫微导通状态。 但是我们要保证偏置电路对动态性能的影响尽可能的小。 ...
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空空如也

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截止失真静态工作点