forma de onda de calidad del amplificador para diferentes transistores

Los transistores son inherentemente no lineales. La retroalimentación local de la resistencia del emisor en una sola etapa no es suficiente para solucionar este problema, especialmente si su valor es bajo.

Si sustituye un transistor por otro, la línea de carga cambiará. (Y, por cierto, debe considerar la línea de carga de CA por separado de la de CC, porque la CA ve diferentes impedancias, tanto a través de la base del transistor como a través de los componentes circundantes, como obviamente el desvío del condensador en el emisor).

Aunque la primera traza podría parecer que no está distorsionada, las apariencias engañan. Un análisis de espectro le mostrará los productos de distorsión.

No obtendrá una baja distorsión de una sola etapa, a menos que mantenga la señal de giro muy pequeña, lejos de los rieles de voltaje. Tal vez el último ejemplo de "limpieza" en una sola etapa de BJT sería un seguidor de emisor, con una señal de entrada razonablemente pequeña.

Si desea un amplificador virtualmente libre de distorsión, el enfoque habitual es combinar varias etapas que tienen una ganancia modesta para producir una ganancia general alta, y luego dominar esa ganancia con retroalimentación negativa global. La retroalimentación global corregirá todo tipo de distorsión, como las no linealidades en las etapas individuales. Incluso puede casi eliminar la distorsión de cruce de una etapa de salida de clase B, por lo que solo se ve un pequeño retorcimiento o discontinuidad en la forma de onda.

Para responder primero a la segunda pregunta:

El amplificador básico de voltaje de un solo transistor que ha simulado es inherentemente una configuración inversa. Esto no es realmente una gran preocupación para los propósitos de audio, ¡porque nuestros oídos no pueden identificar que una forma de onda está invertida, después de todo!

Además, si sigue este bloque de circuito con un bloque de amplificación de potencia, tiene la opción de invertir la forma de onda nuevamente. Problema resuelto.

Ahora, la distorsión de la forma de onda: probablemente se deba a que la señal de entrada no está adecuadamente inclinada para caer dentro de la parte lineal del gráfico de transferencia del transistor en particular (consulte la hoja de datos para obtener más información, no puedo hacerlo ahora) . Al cambiar adecuadamente las resistencias de polarización R1 y R2, la señal de entrada se puede colocar de forma cuadrada a mitad de camino en la parte lineal de la curva, lo que debería eliminar la distorsión.

Lo que, para mí, salta inmediatamente es el valor inusualmente pequeño para la resistencia del emisor \ $ R_e \ $.

Para estabilizar el punto de operación contra las variaciones en los parámetros del transistor, \ $ R_e \ $ debe ser "suficientemente grande".

La ecuación de polarización de CC para este circuito es:

\ $ I_C = \ dfrac {V_ {BB} - V_ {BE}} {\ frac {R_ {BB}} {\ beta} + \ frac {R_ {e}} {\ alpha}} \ $

\ $ V_ {BB} = 40V \ dfrac {R_1} {R_1 + R_2} \ $

\ $ R_ {BB} = R_1 || R_2 \ $

Para los valores que tienes,

\ $ I_C = \ dfrac {9.35V} {\ frac {4.05k \ Omega} {\ beta} + \ frac {8 \ Omega} {\ alpha}} \ $

Para tener una buena estabilidad de \ $ I_C \ $ frente a las variaciones en \ $ \ beta \ $, el término de la mano derecha en el denominador debe ser mucho más grande que el término de la mano izquierda.

Por ejemplo, en su caso, mire la variación en \ $ I_C \ $ cuando \ $ \ beta \ $ se duplica:

\ $ I_C = 192mA \, \ beta = 100 \ $

\ $ I_C = 330mA \, \ beta = 200 \ $

Esto es inaceptable y lo más probable es que sea la razón de la gran diferencia de comportamiento cuando cambiaste a un transistor diferente.

Debería aumentar el valor de \ $ R_e \ $ para que las variaciones en \ $ \ beta \ $ realicen cambios insignificantes en el punto de sesgo.

Esto reducirá \ $ I_C \ $, la corriente de recopilación de DC, lo que es deseable como señala Richman en su comentario.

Con un \ $ I_C \ $ reducido, querrá ajustar hacia arriba el valor de \ $ R_C \ $ para obtener el voltaje de colector de CC deseado.

Seleccioné un voltaje de base más bajo y quité el condensador de derivación en el emisor y luego aseguré que el colector no se saturara para el nivel de entrada. Escogí una ganancia de 20x (Rc / Re) pero emparejé el colector a la carga, por lo que la ganancia es de ~ 10. Tenga en cuenta que SIM muestra que los picos positivos y negativos coinciden debido a una bia óptima canta.

Vea qué sucede cuando satura el colector elevando Vb al bajar 60K (botón derecho del ratón > editar > ajustar el control deslizante > aplicar)