補償放大級失真的二極管

圖1，在發射極電路中增加一個簡單的二極管，就可獲得圖4所示的對稱波形。

圖2，這種放大器電路產生圖3所示的失真波形。

　　圖1所示電壓放大器的非線性失真比圖2所示普通放大器小。二極管D1補償NPN晶體管的固有失真。共發射極放大器的電壓增益取決于晶體管的跨導。雙極晶體管的跨導計算公式如下：

　　式中，e是一個電子的電荷，k是玻耳茲曼常數（約為1.3810-23J/K），TC是攝氏溫度，I是發射極電流，n=e/[k(273+TC)]。所以，跨導與發射極電流成正比。因此，普通共發射極放大器的瞬時電壓增益系數正比于瞬時發射極電流。結果是，輸出信號負半周期的放大倍數比正半周期大（圖3）。

圖3，Q1跨導的非線性導致這種失真波形。

圖4，圖1所示電路中的二極管產生有益而又變化的負反饋。

　　圖1所示二極管D1的動態電阻反比于瞬時發射極電流。這個動態電阻是放大器負反饋電路的一部分。二極管D1的平均電流與晶體管Q1的平均發射極電流相等。但是，當Q1的瞬時發射極電流增大時，D1的瞬時電流就減小，而D1的瞬時動態電阻則增大；反之亦然。因此，在輸出信號的負半周期內負反饋增強。結果是放大器的輸出信號變得比較對稱（圖4）。圖1所示電路和圖2所示電路具有相同的平均集電極電流和相同的負載電阻。圖3和圖4示出了這兩個電路的PSpice仿真結果。當輸入采用1kHz正弦信號時，輸出信號的幅度在兩種情況下均為5Vp-p。你會看到，線性化放大器的輸出信號比較對稱。圖5示出了仿真的定量結果。由于線性化放大器輸出中的偶次諧波受到抑制，諧波失真自然就減小了。

圖5，線性化的放大器產生的失真不到普通放大器諧波失真的三分之一。