非線性失真產生的原因

　　①晶體管等特性的非線性；

　　②靜態工作等位置設置的不合適或輸入信號過大。由于放大器件工作在非線性區而產生的非線性失真有4種：飽和失真、截止失真、交越失真和不對稱失真。

　　在共發射極放大電路中，設輸入信號Vi為正弦波，并且工作點選擇在輸入特性曲線的直線部分，這樣它的輸入電流ib也將是正弦波。如果由于電路元件參數選擇不當，使靜態工作點（Q點）電流ICQ比較高，則對輸入電流的負半周，基極總電流iB和集電極總電流iC都減小，使集電極電壓VC升高，形成輸出電壓的正半周，這個輸出電壓仍然是正弦波，沒有失真。但是在輸入電流的正半周中，當iB由iBQ=30μA增加到40μA時，iCQ隨之由ICQ增大到iCmax，這樣形成的輸出電壓的負半周的底部被削，不再是正弦波，產生了失真。這種由于放大器件工作到特性曲線的飽和區產生的失真，稱為飽和失真。

　　相反，如果靜態工作點電流ICQ選擇的比較低，在輸入電流正半周時，輸出電壓無失真。但是，在輸入電流的負半周，晶體管將工作到截止區，從而使輸出電壓的正半周的頂部被削，產生了失真。這種失真是由于放大器工作到特性曲線的截止區產生的，稱為截止失真。

　　如果所使用的放大器件是PNP型的，則飽和失真時將出現削頂，而截止失真將出現削底。若輸入信號幅度過大，有可能同時出現飽和失真和截止失真。不難看出，為避免產生這2種失真，靜態工作點Q應位于交流負載線的中點，并要求輸入信號幅度不要過大。

　　交越失真（Crossoverdistortion）是乙類推挽放大器（classBamplifier）所特有的失真。在推挽放大器中，由2只晶體管分別在輸入信號的正、負半周內導通，對正、負半周信號進行放大。而乙類放大器的特點是不給晶體管建立靜態直流偏置，使其導通的時間恰好為信號的半個周期。但是，由于晶體管的輸入特性曲線在VBE較小時是彎曲的，晶體管基本上不導通，即存在死區電壓Vr=0.7V。當輸入信號電壓小于死區電壓Vr時，兩只晶體管基本上都不導通。這樣，當輸入信號為正弦波時，輸出信號將不再是正弦波，即產生了交越失真。這種失真是由于2只晶體管在交替工作時“交接”不好而產生的，稱為交越失真。消除交越失真的辦法是給晶體管建立起始靜態偏置，使它的基極電壓始終不小于死區電壓。為了不使電路的效率明顯降低，起始靜態偏置電流不應太大。這樣就把乙類推挽放大器變成了經常使用的甲乙類推挽放大器。不對稱失真也是推挽放大器所特有的失真，它是由于推挽管特性不對稱，而使輸入信號的正、負半周不對稱，這種失真稱為不對稱失真。消除辦法是選用特性對稱的推挽管。尤其是在OTL與OCL電路中，互補管應選用同一種材料的，就是說都選用鍺管，或者都選用硅管，以保證其輸入特性的對稱。

　　當電路有非線性失真時，輸入正弦信號，輸出將變成非正弦信號。而該非正弦信號是由基波和一系列諧波組成的，這就是非線性失真的特點。一個電路非線性失真的大小，常用非線性失真系數r來衡量。r的定義為：輸出信號中諧波電壓幅度與基波電壓幅度的百分比。顯然r的值越小，電路的性能也就越好。

　　線性失真和非線性失真的區別

　　1）產生的原因不同，線性失真是由于電路中存在線性元件，其阻抗隨頻率的不同而不同，從而導致這么大電器對不同頻率的信號分量的放大倍數與延遲時間不同而引起的。而非線性失真是由于引進非線性元件或進入非線性區域而引起的。

　　2）產生的結果不同，線性失真可能使不同頻率信號分量的大小及相對時間關系發生變化，但決不會產生輸入信號所沒有的新的頻率成分。而非線性失真的主要特征是產生了輸入信號所沒的的新的頻率的成分。

　　3）另外線性失真是在波形畸變上出現了對稱的失真，這種失真一般出現在有深度負反饋的功率放大器中；其結果會產生多于的偶次諧波分量。而非線性失真則是波形畸變是不對稱的，這種失真是一種指數型失真，一般出現在三極管單管甲類放大電路中，其結果會產生多余的奇次諧波分量.