模電書上說：對于放大電路的要求，除了要得到所需要的放大倍數之外，還要求輸出波形不失真; 輸出波形是否失真，與靜態工作點密切相關。 本文將討論如何處理放大電路輸出波形出現截止失真和飽和失真的問題。

靜態工作點的設置

直流通路

因為三極管放大狀態下發射結正偏，集電結反偏，設發射極電壓為0，查閱資料可得，2N3904是硅NPN型管，故導通電壓大約在0.7V左右，調節基極電阻R1使基極電壓在0.7V左右，此時基極電阻R1=310KΩ，集電極電阻R2=200Ω，基極電壓Vb=0.7V，集電極電壓Vc=7.22V，Vc>Vb>Ve，三極管處在放大狀態。 此時基極電流Ib=0.024mA。

接著查閱2N3904數據手冊，獲得其輸出特性曲線如下：

2N3904輸出特性曲線

由基爾霍夫電壓定律得，Uce=Vcc-Ic*Rc，當Ic=0時，Uce=Vcc=8V，當Uce=0V時，Ic=Vcc/Rc=0.04A，可以在輸出特性曲線圖中畫出直流負載線如下：

由于之前我設定的靜態工作點中基極電流Ib=24uA在上面的特性曲線中過低，于是我調整基極電阻R1使得靜態工作點Q在輸出特性曲線圖的偏中間的位置，大約使得基極電流為100uA，得到：

靜態工作點Q

調整后的直流通路

調整后Q點的基極電阻大約為73KΩ，此時的Ube=0.74V，Uce=4.70V。

加入正弦小信號進行測試

共射放大電路

上圖是加入了交流小信號的放大電路，設定輸出交流信號為500Hz，振幅為10mV的正弦信號，通過示波器查看到的波形輸出結果如下：

輸入的正弦信號波形

輸出信號波形

由上面兩幅圖，輸出信號是一個相對標準的正弦波，沒有太大的失真，并且輸出信號振幅為1V左右，相比起輸出信號的10mV振幅放大了約100倍。

如果我們加入的正弦波的幅值為30mV，得到如下結果：

輸入信號波形

輸出信號波形

可以明顯看到輸出信號的波形產生了明顯的失真，輸出波形的上半周波形頂部被削去了一小塊。

那么，該怎么解決這種失真問題呢?

飽和失真和截止失真

截止失真：如果靜態工作點Q過低，在輸入信號的負半周的某段時間內，晶體管基極-發射極之間的電壓Ube小于開啟電壓Uon，晶體管進入截止區，因此，基極電流Ib和集電極電流Ic波形將產生底部失真，輸出電壓Uo波形將產生頂部失真。

飽和失真：如果靜態工作點Q過高，在輸入信號的正半周靠近峰值的某段時間內，晶體管工作點進入飽和區，基極電流Ib增大，集電極電流Ic不再隨著增大，使集電極電流Ic波形產生頂部失真，輸出電壓Uo波形產生底部失真。

根據上面仿真實驗的輸出結果，輸出信號波形明顯是產生了頂部失真，也就是截止失真。 說明在輸入信號振幅為30mV時，輸入信號的負半周的某段時間Ube

所以，要解決截止失真這個問題需要再次調整靜態工作點，使靜態時Ube的電壓要大于743mV，這樣在疊加了正弦信號后Ube才能大于713mV。

由于Ube=Vcc - Ib*Rb，要想使靜態時Ube的電壓增大，方法有：

減小基極電阻R1

增大Vcc

首先嘗試將基極電阻減小到60kΩ，此時Ube=749mV

得到輸出波形如下：

R1=60KΩ時，輸出波形

R1=73KΩ時，輸出波形

跟之前R1=73KΩ時的波形做比較，發現波形的頂部失真明顯減小，但仍然存在一定的頂部失真，于是繼續減小基極電阻R1，當R1=50Ω時，輸出波形如下：

R1=50KΩ時，輸出波形

此時輸出波形已經基本消除了截止失真。

至于飽和失真的解決方法，由于Uce=Vcc-βIbRc，想要不產生飽和失真，則需要減小Ib,使晶體管避免工作在飽和區，減小Ib的辦法就是增大Rb; 或者減小Rc也能實現消除飽和失真。