摘要：晶體三極管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，本文主要針對三極管的放大功能進行分析，重點介紹了晶體管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，最后給出了非線形失真的原因極其解決辦法。

    關鍵詞：晶體三極管  放大電路  非線形失真  解決辦法

    1 三極管的非線形失真

    當我們用三極管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，放大后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，而這種失真是由于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型三極管為例說明晶體三極管的工作原理及失真原因的分析，三極管的結構和符號三極管的發射節相當于一個二極管，而二極管具有單向導電性，其所加電壓與通過電流與二極管的伏安特性相同。

    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管處于截止狀態，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（小于開啟電壓），或者是反向信號時，發射節是截止的，三極管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 在了解三極管的飽失真前，我們先了解一下三極管的飽和導通，我們知道，當三極管的的發射節被加正向電壓且Ubeuon，三極管的發射節有電流通過，以NPN三極管為例，三極管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復合，形成基極電流IB，又由于集電極加反向電壓，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，三極管處于穩定的放大狀態。如電路圖3，三極管工作在如圖5所示的放大區。   

    2.2.2 當集電極加正向電壓，集電極正偏，此時，發射極發射電子由于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，由于集電極收集電子不足，集電極電流也不會增大，這種情況稱為三極管的飽和導通，如圖5所示的飽和區。飽和導通時，三極管對信號也失去了發放大作用，此時的三極管的失真稱為飽和失真。

    2.2.3 當集電結所加電壓為零，即UCB=0時，三極管出處于飽和放大的臨界狀態。

    3 非線形失真的解決辦法

    3.1 截止失真的解決辦法 當輸入信號uiuon時，如果沒有附加電源，發射節是截止的，三極管不能進行放大作用，如果要是三極管導通，就要增加基極電位，使輸入的信號同時增加某相同的電位，使要放大的輸入信號都能滿足大于uon，為此在基極增加一個靜態電源VBB，使VBB+uiuon，保證三極管導通。如下圖所示：  

    3.2 飽和失真的解決辦法

    3.2.1 增加VCC 由于三極管飽和的根本原因是集電結收集電子的能力不足，所以增加VCC能夠增強集電極收集電子的能力，但必須保證VCC在三極管的能承受范圍內，在RC和管子不變的情況下，能夠消除飽和失真。

    3.2.2 增加基極電阻RB以減小基極電流，從而集電極電流IC=βIB，在集電極電阻RC和集電極電源VCC不變的情況下，由VCE=VCC-βIBRC得集電極電壓變大，從而使集電極收集電子能力增強，消除飽和失 。

    3.2.3 減小集電極電阻，在電路中其他參數不變的情況下，減小集電極電阻RC就減小了在RC上的壓降由uCE=VCC-βIBRC知加在集電結的電壓增大，也增強了集電極收集電子的能力，從而消除飽和失真 。

   
    3.2.4 更換一只β較小的管子.在其他參數不變的情況下，換一只放大倍數較小的管子，由uce=VCC-βIBRC知:在集電極電阻上的壓降減小，也即增大了加在集電結的電位，增強了集電結收集電子的能力，從而消除飽和失真，同理由Ⅰ式得β應滿足。

    4 結論

    以上是從晶體管三極管的放大原理來分析其放大失真的原因，并給出了在其他參數不變的情況下，改變電路中的某一個參數的幾種消除非線形時針失真的解決辦法，而在實際應用中，有時候某個參數必須滿足實際情況，也既是某些參數必須在一定范圍內來改變，而且有時候需要改變幾個參數才能達到實際的需要，但其基本的分析方法是相同的，以上是我的一點體會，難免會有錯誤之處，希望批評指正。