Чтобы лучше представить влияние квадратичности функции (в отличие от линейной) на передачу сигнала, попробуем проанализировать её простейшим алгебраическим путём. Почему простейшим - а чтобы завуалированной путаницы в сложных формулах не было, и всё было прозрачно для понимания. Зададим простейшую квадратичность: y=x^2. Условно у - это ток стока, х - напряжение затвор - исток (ну или входное пусть будет).
Числовая последовательность линейно изменяющегося напряжения:
0,1,2,3,4,5,6,7,8 и т.д.
Ему будут соответствовать значения тока:
0,1,4,9,16,25,36,49,64 и т.д.
Выбираем точку покоя, к примеру, ток равен 16. Ему соответствует напряжение затвор-исток 4.
Откладываем линейный отрезок, равный 1, влево и вправо от рабочей точки на последовательности входного напряжения (отрицательная и положительная полуволна), получаем число 3 - ему соответствует ток 9, и число 5 - ему соответствует ток 25
И не надо путать: "напряжение изменилось в два раза, ток изменился в 4 раза" - это ошибочно так считать, иначе функция была бы линейной. Ошибка в том, что напряжение в этом случае мы ошибочно заведомо изменили нелинейно: 4/2=2, 4*2=8 - от 2 до 4 и от 4 до 8 отрезки разной длины получаются.
Ещё раз, напряжение: 3-4-5, ток: 9-16-25
Отсюда видно, что одна полуволна неизбежно всегда усиливается меньше, чем другая. Для малых амплитуд это не так заметно, а для больших - существенно. При увеличении тока покоя, разница снижается, т.к. функция приближается к линейной (по сравнению величиной входного сигнала кривая распрямляется). Поэтому для линеаризации передачи рекомендуется повышать ток покоя на характеристике. Но это ограничивается амплитудой входного напряжения, которое не должно выходить за напряжение отсечки (положительная полуволна) и за точку, соответствующую току насыщения (отрицательная полуволна), иначе сигнал будет срезан (ограничен).
При расчёте каскада условно считаем, что отрицательная и положительная полуволны одинаковы. Для того, чобы использовать возможности данного экземпляра ПТ "по полной", и выбраны конкретные оптимальные значения тока покоя, соответствующего 1/4 и 1/2 напряжению отсечки соответственно, ну и не только по этой причине, но это уже отдельный разговор. Следовательно, для нормальной работы каскада, амплитуда входного напряжения не должна превышать этих значений, в зависимости от задачи. Зная амплитуду входного напряжения, оптимально подобрать транзистор, с параметрами, удовлетворяющими данному требованию, при помощи измерений, не составляет большого труда. Что касается заданного К по напряжению - приорететнее, скорее, правильный режим. Ничего страшного, если вместо К=10 получится К=15, не случится, при желании, в следующий каскад ставится транзистор, подобранный для полученного напряжения, которое будет являться для него входным, и всё.
