晶體三極體在現代電路中有著廣泛的應用,其主要功能是放大功能和開關功能,本文主要針對三極體的放大功能進行分析,重點介紹了電晶體在放大電路中出現的非線形失真的原因進行了深入的分析,最後給出了非線形失真的原因極其解決辦法。
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1三極體的非線形失真
當我們用三極體對信號進行放大的時候,目的是對信號有一定比例地放大,如果不能按比例放大,放大後的信號與原信號相比就改變了性質,這種現象我們稱之為信號失真,而這種失真是由於對原信號進行非線形放大而產生的,我們稱為非線形失真。
2非線形失真產生的原因及分類
2.1截止失真現在以NPN型三極體為例說明晶體三極體的工作原理及失真原因的分析,三極體的結構和符號
三極體的發射節相當於一個二極體,而二極體具有單向導電性,其所加電壓與通過電流與二極體的伏安特性相同。
只有加到發射節上的電壓高與uon(開啟電壓)時,發射節才有電流通過,而當發射節被加反向電壓時(只要不超過其反向擊穿電壓),只有很小的反向電流通過,我們認為這種情況下三極體處於截止狀態,而在實際應用中,我們會遇到各種各樣的信號需要放大,有較強的信號,有較弱的信號,也有反向的信號,根據PN節的特性,當加到發射節上的信號為較弱的信號(小於開啟電壓),或者是反向信號時,發射節是截止的,三極體是不能起到放大的作用,輸出的信號,也出現嚴重的失真,此時的失真,稱為截止失真。
2.2飽和失真在了解三極體的飽失真前,我們先了解一下三極體的飽和導通,我們知道,當三極體的的發射節被加正向電壓且Ubeuon,三極體的發射節有電流通過,以NPN三極體為例,三極體的工作過程是這樣的:當發射節加正向電壓時,發射區通過擴散運動向基區發射電子,形成發射極電流IE;其中一小部分與基區的空穴複合,形成基極電流IB,又由於集電極加反向電壓,所以從發射極出來的大部分電子在集電極電壓作用下通過漂移運動到達集電極,形成集電極電流IC。當集電極上加不同電壓時,有三種情況:
2.2.1集電節加反向電壓,集電節反偏,此時,集電極有能力收集從發射極發射出的電子,三極體處於穩定的放大狀態。
2.2.2當集電極加正向電壓,集電極正偏,此時,發射極發射電子由於而集電極收集電子不足,即使基極電流增大,發射極發射電子電流增大,由於集電極收集電子不足,集電極電流也不會增大,這種情況稱為三極體的飽和導通,如圖5所示的飽和區。飽和導通時,三極體對信號也失去了發放大作用,此時的三極體的失真稱為飽和失真。