Para conocer un sistema en el que una señal de entrada eléctrica se aplica a una entrada y emerge de una salida, como un amplificador de audio transistorizado, podemos comenzar con un sistema ideal donde la transferencia es lineal e invariante en el tiempo, por lo que la salida es una réplica exacta de la entrada. Cuando una señal pasa a través de un dispositivo no ideal, no lineal, se agrega contenido adicional a los armónicos de las frecuencias originales, un factor de distorsión es una medida de la extensión de esa distorsión.
En un BJT que funciona como un emisor común y un amplificador, la atención primaria debe dedicarse y centrarse en las características no lineales del punto de entrada en la unión emisor / base donde el valor de la corriente de base se representa contra el valor del emisor polarizado hacia adelante / voltaje base (un diodo) no es tan lineal. Al estudiar esta relación de diodo directo, se encuentra que inicialmente, si se aplica un pequeño voltaje, la corriente comienza a estar en una relación lineal, pero al aumentar el voltaje a través del diodo base del emisor, la corriente base no permanece lineal y, de hecho, la corriente tasa de cambio de corriente base para una tasa constante de emisor / voltaje base. Para un BJT de silicio, parece que la corriente se dispara tan pronto como el voltaje base del emisor alcanza aproximadamente 0.7 voltios. Esta diferencia en la tasa de cambio de la corriente de base para una tasa de cambio constante del emisor / voltaje de base se refleja en la corriente del colector para una variación de corriente en la base. Si uno inspecciona las características Ic / Vc de un BJT, se ve que la distancia entre las características de corriente del colector no es la misma para una tasa constante de cambio de señal en la base. Para cambios iguales de señal en la base, parece claro que las características de corriente del colector son más amplias cuando se consideran las corrientes de colector más altas.
Esta no uniformidad de la tasa de cambios entre el voltaje base y la corriente del colector significa que para una polarización de CC dada en la base, una señal sinusoidal tendría sus picos negativos redondeados y los picos positivos aumentados, lo que significa que hubo una distorsión armónica en el proceso a través del BJT. Si se encuentra una aproximación matemática a la relación de voltaje base / corriente base, se encontrará que hay una función proporcional más cuadrado más cuadrado y esto significa que cualquier señal de entrada de frecuencia única se mostrará en la salida con muchos otros armónicos. En los primeros experimentos de laboratorio en cualquier escuela donde muchos estudiantes diseñan transistores y amplificadores emisores comunes, casi nunca notan el afilado y el redondeo de los picos cuando se aplica una señal sinusoidal perfecta en la base. Cambiar el sesgo de un BJT puede cambiar el recorte de los picos superiores a los más bajos, pero incluso si el sesgo está donde debería estar, aumentando la señal de entrada para que el BJT actúe como un amplificador de señal grande, este afilado y redondeo fuera de los picos en la salida se ve claramente. La distorsión armónica es bastante sustancial si el punto de polarización no está en la posición óptima, pero en cualquier BJT incluso si el punto de polarización está en la posición óptima, si el amplificador de emisor común BJT simple se utiliza como un amplificador de señal grande, esta distorsión armónica en forma de afilado y redondeo de picos en una señal sinusoidal se ve claramente. Existen métodos de retroalimentación para minimizar esta distorsión armónica, pero eso podría discutirse en otra parte de la aplicación de retroalimentación.
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Cabe señalar que la capacidad de base / emisor varía con la magnitud de la tensión de la señal de entrada y este es otro efecto de modulación. Normalmente no se considera este tipo de distorsión armónica y siempre se presta más atención al afilado y redondeo de los picos debido a la separación diferente en las “líneas horizontales” de la característica Ic / Vc de un BJT.
