模拟电路中放大电路的动态分析方法及失真原因

模拟电路中放大电路的动态分析 模拟电路中放大电路的动态分析是电子电路设计中非常重要的一部分，对初学者来说具有很大的帮助。本文将主要介绍放大电路的动态分析，包括交流负载线的画法分析和非线性失真的分析。 一、交流负载线的画法分析 交流负载线是模拟电路中的一种重要分析工具，它可以帮助我们分析电路的动态特性。交流负载线的画法有两种：点斜式和两点式。点斜式是先作出直流负载线，然后找到Q点，接着作出一条斜率为R"L的辅助线，然后过Q点作它的平行线即得。两点式是先求出UCE坐标的截距，然后连接Q点和U"CC点即为交流负载线。 例如，作出图（1）所示电路的交流负载线。已知特性曲线如图（2）所示，Ucc=12V，Rc=3kΩ，RL=3kΩ，Rb=280kΩ。解：（1）作出直流负载线，求出点Q。（2）求出点U"cc。U"cc=Uce+IcR"L=6+1.5*2=9V（3）连接点Q和点U"cc即得交流负载线（图中黑线即为所求）。 二、放大电路的非线性失真 作为对放大电路的要求，输出电压应尽可能的大，但它受到三极管非线性的限制。当信号过大或者工作点选择不合适，输出电压波形将产生失真。由于是三极管非线性引起的失真，所以称为非线性失真。 非线性失真主要有两种：由三极管特性曲线非线性引起的失真和工作点不合适引起的失真。 1. 由三极管特性曲线非线性引起的失真 这主要表现在输入特性的起始弯曲部分，输出特性的间距不匀。当输入信号过大时，就会使Ib、Uce和Ic的正负半周不对称，即产生非线性失真。 2. 工作点不合适引起的失真 工作点不合适也会引起失真。例如，工作点Q点设置偏高会产生饱和失真；工作点Q点设置偏低会产生截止失真。 （1）饱和失真 若工作点Q点设置偏高，虽然基极动态电流ib为不失真的正弦波，但是由于在输入信号正半周，靠近峰值的某段时间内晶体管进入了饱和区，导致集电极动态电流iC产生顶部失真，集电极电阻Rc上的电压波形必然随之产生同样的失真。由于输出电压vo与Rc上电压的变化相位相反，从而导致vo波形产生底部失真，此种由于晶体管进入饱和区工作而产生的失真现象称为饱和失真。 （2）截止失真 若工作点Q点设置偏低，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vBE小于其导通电压（开启电压），BJT截止。因此基极电流ib将产生底部失真。集电极电流iC和集电极电阻Rc上电压的波形必然会随之产生同样的失真，从而导致vo波形产生顶部失真。这种由于BJT进入截止区工作而产生的失真现象称为截止失真。