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补偿放大级失真的二极管

资料介绍
电源技术论文

补偿放大级失真的二极管

图1,在发射极电路中增加一个简单的二极管,就可获得图4所示的对称波形。

 

图2,这种放大器电路产生图3所示的失真波形。

  图1所示电压放大器的非线性失真比图2所示普通放大器小。二极管D1补偿NPN晶体管
的固有失真。共发射极放大器的电压增益取决于晶体管的跨导。双极晶体管的跨导计算
公式如下:
 

  式中,e是一个电子的电荷,k是玻耳兹曼常数(约为1.38×10-
23J/°K),T°C是摄氏温度,I是发射极电流,n=e/[k(273+T°C)]。所以,跨导与发射极
电流成正比。因此,普通共发射极放大器的瞬时电压增益系数正比于瞬时发射极电流。
结果是,输出信号负半周期的放大倍数比正半周期大(图3)。

图3,Q1跨导的非线性导致这种失真波形。

 

图4,图1所示电路中的二极管产生有益而又变化的负反馈。

  图1所示二极管D1的动态电阻反比于瞬时发射极电流。这个动态电阻是放大器负反馈
电路的一部分。二极管D1的平均电流与晶体管Q1的平均发射极电流相等。但是,当Q1的
瞬时发射极电流增大时,D1的瞬时电流就减小,而D1的瞬时动态电阻则增大;反之亦然
。因此,在输出信号的负半周期内负反馈增强。结果是放大器的输出信号变得比较对称
(图4)。图1所示电路和图2所示电路具有相同的平均集电极电流和相同的负载电阻。图
3和图4示出了这两个电路的PSpice仿真结果。当输入采用1kHz正弦信号时,输出信号的
幅度在两种情况下均为5Vp-
p。你会看到,线性化放大器的输出信号比较对称。图5示出了仿真的定量结果。由于线
性化放大器输出中的偶次谐波受到抑制,谐波失真自然就减小了。

图5,线性化的放大器产生的失真不到普通放大器谐波失真的三分之一。

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