共射级三极管放大电路与其饱和失真与截止失真的分析

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
（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：
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:
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：

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

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