这个射极跟随器输出交流信号为什么会失真?静态工作点的求解分析

这个是一个朋友的电路,用射极跟随器做一个交流信号的驱动,具体电路如下,输出的信号出现了底部失真(削底)。那么这个电路又该如何优化呢?

输入信号VIN幅值为1V,直流偏置也是1V,三极管选用MMBT3904,那么输出是否会有问题呢?红色为输入信号VIN,幅值为1V,直流偏置为1V;绿色为射极跟随器输出的信号,从仿真可以看出电路输出的波形被削底了!

那么是为什么呢?我们先简单分析一下电路的作用

为什么会输出信号底部削底?究其原因,就是其静态工作点选取的不合适,假设Vbe=0.7V,β为100倍,那么一起计算一下吧。求静态工作点就要让电容处于开路状态,因为静态工作点是针对直流信号而言的。那么我们的电路就等效为了下图:

然后我们只需要求取Vb和Ve,然后就知道为什么输出信号会削底了,求取过程如下:

我们也可以通过仿真来获得Vb和Ve两点的静态工作点,可以看到大体和我们的计算结果是保持一致的

所以说,交流信号经过电容C1后的波形应该是一个骑在Vb(1.1V左右)的波形,然后Ve的波形应该是一个骑在Ve(0.4V左右的)波形。由于输入信号幅值为1V,所以到Ve的时候就导致了波形底部削底。我们也可以仿真一下Vb和Ve的波形,可以看到实际上波形到了Ve就已经产生了底部削波:

说白了,就是输入信号Vin的幅值大于了Ve的静态工作点,导致了输出波形底部削波,那么我们将输入信号VIN幅值改为200mV,再次查看VIN和VOUT的波形,便可看到,输出波形不失真了

同理,我们也可以更改Ve的静态工作点,我们将R2改为300Ω,然后对电路再次进行直流工作点仿真,可以看到Ve的静态工作点被设置为了1.63V,大于了输入信号VIN的1V幅值:

然后我们再将VIN输入信号恢复为1V,然后仿真Ve和VOUT,可以看到Ve和输出波形VOUT不再底部削波:

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