同学们好
上一讲是在假设Q点位置合适的条件下
讨论了动态情况
如果Q点位置发生变化
又将会出现何种情况呢
这是本讲将要介绍的非线性失真
为了说明Q点对放大电路的影响
我们先看看放大电路中
为什么先要设置静态工作点
假设去掉基本放大电路原理图中的Rb
当输入信号ui1幅度小于死区电压 iB=0
若ui2幅度较大将出现图（c）中的
严重失真现象
原因是晶体管输入特性曲线存在
死区和非线性区所致
像这种由于晶体管特性的非线性
所引起的失真叫非线性失真
可见
解决这种失真的方法就是接上Rb
使晶体管发射结电压
由uBE=ui变为uBE=UBEQ+ui
工作在输入特性曲线的准线性区
放大电路产生非线性失真的主要原因
一是Q点位置设置不当
二是输入信号过大
使得晶体管工作在非线性区
下面用图解法
分析放大电路的非线性失真
当静态工作点Q1设置过低
并且输入信号正常时
由输入特性看出
ube1负半周的一部分
进入晶体管输入特性曲线的死区
导致ib1的负半周被削底
ic1和uce1的一部分进入了
晶体管输出特性曲线的
截止区而被削去相应的部分
这种失真称为截止失真
对于NPN管
可将波形uce1逆时针旋转90o
使横坐标轴uCE的正方向向上
此时uce1为削顶波形
对于PNP管
与之相反
输出波形uce1削底
消除截止失真的方法就是通过减小Rb
增大IBQ来提高Q点
当静态工作点Q2设置过高
并且输入信号正常时
由输入特性曲线看出
尽管ib2的波形完好
但ib2的摆动范围有一部分进入了
晶体管输出特性曲线的饱和区
而使ic2和uce2被削去相应的部分
这种失真称为饱和失真
对于NPN管
将输出波形uce2逆时针旋转90o看
是削底
对于PNP管
输出波形uce2削顶
消除饱和失真的方法一般是增大Rb来降低Q点
也可以减小Rc或增大VCC来解决
但是无论采取哪种方法
都不能超过晶体管允许的耐压值和管耗
其实
上述现象就如同文艺演出一样
演员在舞台上表演好似交流信号
在静态工作点附近瞬时的变化
如果舞台高度设置的过高或过低
必将会直接影响观众观看表演的效果
显然
直流是基础
交流是对象
那么当Q点确定后
放大电路能够输出的
最大不失真的输出电压是多少呢
这就是我们说的放大电路的动态范围
放大电路的动态范围是指
放大电路最大不失真输出电压的峰峰值
可用Uopp表示
从图中不难看出
若忽略ICEO的影响
到交流负载线与横轴交点的长度
求解最大不失真输出电压
就是比较饱和极限值UCEQ-UCES
和截止极限值ICQR'L的大小
取较小者
例如
图（a）中
表明放大电路的输出电压
先受截止失真的限制
此时的最大不失真输出
电压的峰峰值
图（b）中
此时输出电压最大
其输出电压的峰峰值
或者是
同理可知图(c)中
是先受饱和失真的限制
在设计电路时
并不是工作点处在
交流负载线的中点
为最佳
应以不出现截止或饱和失真
又有较好的线性工作范围为标准
即在保证不失真
并且满足电路增益的条件下
工作点应尽可能的低一些
因为工作点低
不仅可以减小电源的消耗
而且还可以减小放大电路热噪声的输出
请同学们思考一下图解法的优缺点
以及如何弥补它的缺点