硬件微讲堂
认证:优质创作者
所在专题目录 查看专题
选择三极管时应重点关注哪些参数?(2)
选择三极管时应重点关注哪些参数?(3)
为什么三极管放大电路不放大,还失真?
如何判断是饱和失真,还是截止失真?透过现象看本质!
4种方法--消除CE组态放大电路的饱和失真,贼有效!
混合π高频小信号模型下电流放大倍数β--详解
作者动态 更多
共射截频fβ,特征频率fT,共基截频fa三者关系-详解
2天前
混合π高频小信号模型下电流放大倍数β--详解
1星期前
4种方法--消除CE组态放大电路的饱和失真,贼有效!
2星期前
如何判断是饱和失真,还是截止失真?透过现象看本质!
3星期前
为什么三极管放大电路不放大,还失真?
11-07 22:09

4种方法--消除CE组态放大电路的饱和失真,贼有效!

大家好,我是硬件微讲堂。这是我的第38篇原创文章。为避免错过干货内容,一定记得点赞、收藏、分享哟。加微信hardware_lecture进群沟通交流。

关于三极管前面已经发了5篇:

选择三极管时应重点关注哪些参数?(1)

选择三极管时应重点关注哪些参数?(2)

选择三极管时应重点关注哪些参数?(3)

为什么三极管放大电路不放大,还失真?

如何判断是饱和失真,还是截止失真?透过现象看本质!

在第5篇文章中提到共射极三极管放大电路出现了明显的饱和失真。在本篇文章中,我们就讨论这个放大电路如何消除饱和失真呢?

1、饱和失真的原因

想要消除饱和失真,首先搞清楚饱和失真的原因。

如果三极管放大电路的静态工作点Q设置过高,VBEQ、IBQ过大,在vbe交流信号正半周的峰值附近会进入饱和区,导致波峰被削平,进而引起ic、vce的波形失真,即出现饱和失真

那当前的共射放大电路的静态工作点是多少呢?需要计算一下,不妨我们先用TINA-TI画一下该共射放大电路的直流通路,如下图所示。

有了直流通路,我们不妨尝试推导下静态工作点Q的关系式。

前置条件:当R1、R2的阻值选择适当,使得流过R1的电流I1>>IBQ时,我们可以认为:

从上式可以看出,VBQ可以近似为一个常量,不随输入信号变化。

这里,VBEQ近似为0.6V。通过IEQ的计算公式,可以看出IEQ和R4呈反比。有了IEQ,可以进一步知道IBQ和ICQ的数值。

有了ICQ和IEQ的数值,可以进一步获取VCEQ的计算关系:

至此,静态工作点的VBEQ、IBQ、VCEQ、ICQ四个参数的计算关系都已推导出来。有了计算关系,那静态工作点到底是多少呢?我们来仿真下。选择“分析”-“直流分析”-“计算节点电压”,即会出现如下界面:

可以看出:VBEQ=0.66V;IBQ=7.44uA;VCEQ=3.59V;ICQ=949.51uA。

2、如何消除饱和失真?

我们想要消除饱和失真的状态,就得想办法降低静态工作点Q。说具体点,就需要减小IBQ,ICQ。那接下来该如何处理呢?

给大家介绍四种方法,特别是最后一种,简单粗暴,不讲武德!

方法一:增大R4(通常记作Re)

通过上一小节的推导关系中,我们可以看到IEQ=(VBQ-VBEQ)/R4。这里VBEQ是常量,在R1和R2不变的条件下,增大R4,那么IEQ会减小,进而IBQ和ICQ都会相应减小,静态工作点会随着下移

真的是这样么?不妨仿真试一下。我们把R4从2K增大为3K。如下图所示,立竿见影,饱和失真现象消失!

方法二:减小R2(通常记作Rb2)

通过上一小节的推导关系中,我们可以看到VBQ=R2xVcc/(R1+R2),做进一步换算,有:

在R1和R4不变的条件下,减小R2,那么VBQ会减小,进而IEQ和ICQ会减小,静态工作点会随着下移。不妨仿真试一下。我们把R2从22K增大为11K。如下图所示,饱和失真现象消失!

方法三:增大R1(通常记作Rb1)

和方法二的原理类似,通过增大R1来减小VBQ,是的IEQ和ICQ减小,Q点下移。如下图,将R1从100k增大到120k,饱和失真现象消失。

方法四:减小输入信号VF1的幅值Vpp

这个方法,简单粗暴,但有用。出现失真,是因为信号放大超过了一定的幅值,进而被削平。如果输入信号幅值减小,放大后的信号也相应减小,就不会被削平。

如果我们把输入信号VG1的幅值从Vpp=2V调整为Vpp=1V,再仿真下,饱和失真消失!

3、总  结

今天先聊到这里,只聊了饱和失真相关的内容,关于频率的内容下次再做讨论。

梳理下今天讨论的内容:

①出现饱和失真的原因:静态工作点Q设置过高;

②共射放大电路直流通路及静态工作点的推导过程;

③共射放大电路直流通路的静态工作点的仿真;

④共射放大电路消除饱和失真的4种方法,最后一种最为简单粗暴,不讲武德!

⑤共射放大电路4种消除失真方法的仿真验证;

另外,附上问题分析过程推导的手写版本;

声明:本内容为作者独立观点,不代表电子星球立场。未经允许不得转载。授权事宜与稿件投诉,请联系:editor@netbroad.com
觉得内容不错的朋友,别忘了一键三连哦!
赞 4
收藏 4
关注 316
成为作者 赚取收益
全部留言
0/200
成为第一个和作者交流的人吧