工作点

当绘制一条连接饱和点和截止点的线时，该线可称为负载线。当该线在输出特性曲线上绘制时，它会与称为工作点的点接触。

该工作点也称为静态点或简称为Q 点。可以有许多这样的相交点，但 Q 点的选择方式是，无论交流信号摆幅如何，晶体管都保持在有源区。

下图显示了如何表示工作点。

工作点不应受到干扰，因为它应保持稳定以实现忠实的放大。因此，静态点或 Q 点是实现忠实放大的值。

忠实放大

增加信号强度的过程称为放大。如果放大过程中信号成分没有任何损失，则称为忠实放大。

忠实放大是通过增加信号强度来获得完整输入信号部分的过程。这是在其输入端施加交流信号时完成的。

在上图中，施加的输入信号被完全放大并再现，没有任何损失。这可以理解为忠实放大。

选择工作点，使其位于有源区域中，并有助于无任何损失地再现完整信号。

如果认为工作点接近饱和点，则放大率将如下所示。

如果认为工作点接近截止点，则放大率将如下所示。

因此，工作点的放置是实现忠实放大的重要因素。但是，为了使晶体管能够正常地用作放大器，其输入电路（即基极-发射极结）保持正向偏置，而其输出电路（即集电极-基极结）保持反向偏置。

因此，放大后的信号包含与输入信号相同的信息，而信号强度却增加了。

为确保忠实放大，必须满足以下基本条件。

满足这些条件可确保晶体管在输入正向偏置和输出反向偏置的有源区上工作。

为了理解这一点，让我们考虑一个 NPN 晶体管电路，如下图所示。基极-发射极结正向偏置，集电极-发射极结反向偏置。当在输入端施加信号时，NPN 晶体管的基极-发射极结在输入的正半周期内正向偏置，因此它出现在输出端。

对于负半周期，相同的结反向偏置，因此电路不导通。这会导致不真实的放大，如下图所示。

现在让我们在基极电路中引入电池 V_BB。此电压的大小应使得晶体管的基极-发射极结保持正向偏置，即使输入信号的负半周期也是如此。当没有施加输入信号时，由于 V_BB，电路中会有直流电流流动。这被称为零信号集电极电流 I_C。

在输入的正半周期，基极-发射极结正向偏置更多，因此集电极电流增加。在输入的负半周期，输入结正向偏置较少，因此集电极电流减小。因此，输入的两个周期都出现在输出中，因此产生忠实放大，如下图所示。

因此，为了忠实放大，必须有适当的零信号集电极电流流动。零信号集电极电流值应至少等于信号本身产生的最大集电极电流。

最小基极至发射极电压 V_BE 应大于结正向偏置的截止电压。硅晶体管导通所需的最小电压为 0.7v，锗晶体管导通所需的最小电压为 0.5v。如果基极-发射极电压 V_BE 大于此电压，势垒将被克服，因此基极电流和集电极电流急剧增加。

因此，如果 V_BE 对于输入信号的任何部分都较低，由于产生的集电极电流较小，该部分将被放大到较小程度，从而导致不真实的放大。

为了实现忠实的放大，集电极发射极电压 V_CE 不应低于切入电压，这称为拐点电压。如果 V_CE 小于拐点电压，集电极基极结将不会正确反向偏置。然后集电极无法吸引发射极发射的电子，它们将流向基极，从而增加基极电流。因此 β 的值下降。

因此，如果 V_CE 对于输入信号的任何部分都下降，则该部分将以较小的程度倍增，从而导致不真实的放大。因此，如果 V_CE 大于 V_KNEE，则集电极-基极结适当反向偏置，并且 β 的值保持不变，从而导致真实的放大。