阻性与容性负载对信号放大的影响研究

本文研究了容性负载对放大的影响。采用一种简化的共射极电路配置，并获得了相应的与时间无关和与时间有关的电压与电流方程。由于非线性而无法使用相量分析，电容上的电压以其相应积分表示，意味着一种数值方法。首先研究了纯阻性负载的影响，结果表明晶体管等值线的扇形结构会严重扭曲放大，尤其在 $V_a$ 较小且 $s$ 较大时。发现总谐波失真不依赖于 $V_a$，而由 $s$ 与负载电阻 $R$ 决定。获得了以基极电流表示的电流增益表达式，并表明其随 $I_B$ 几乎完全线性地减小。值得注意的是，当 $R=0$ 时，只要不超过最大功耗限制，增益无变化，从而获得完全线性的放大。容性负载意味着电路轨迹从直线脱离为“椭球”状环路。这暗示沿该环路上下弧段的增益不对称。利用与时间有关的电路方程，得以通过数值与解析近似表明，至少对所采用的电路与参数值，容性负载引起的不对称并不显著。然而，容性负载将导致输出电压与电流之间的滞后，从而产生低通滤波。研究表明较小的 $V_a$ 与较大的 $s$ 可大幅减小相位滞后，但代价是严重失真。