基本放大電路

雙極型的單級(jí)放大電路，單級(jí)放大電路一般是指由一個(gè)三極管或一個(gè)場效應(yīng)管組成的放大電路。

1. 放大電路的核心元件晶體管工作在放大狀態(tài)，即要求其發(fā)射結(jié)正偏、集電 結(jié)反偏。

2. 輸入回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)使輸入信號(hào)耦合到晶體管的輸入電極，并形成變化的基極電流Ib，進(jìn)而產(chǎn)生晶體管的電流控制關(guān)系，變成集電極電流Ic的變化。

3. 輸出回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)保證晶體管放大后的電流信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成負(fù)載需要的電壓形式。

4. 信號(hào)通過放大電路時(shí)不允許出現(xiàn)失真。共發(fā)射極放大電路各器件作用

1. 晶體管(VT)

晶體管是放大電路的核心元件。利用其基極小電流控制集電極較大電流的作用，使輸入的微弱電信號(hào)通過直流電源Ucc提供能量，獲得一個(gè)能量較強(qiáng)的輸出電信號(hào)。

2. 集電極電源(Ucc)

實(shí)用中通常采用單電源供電方式，在這個(gè)電路中，直流電源常用Ucc表示。Ucc的作用有兩個(gè):一是為放大電路提供能量，二是保證晶體管 的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。交流信號(hào)下的Ucc呈交流接地狀態(tài)，Ucc的數(shù)值一般為幾伏至幾十伏。

3. 集電極電阻(Rc)

Rc的阻值一般為幾千歐至幾十千歐。其作用是將集電極的電流變化轉(zhuǎn)換成晶體管集、射極間的電壓變化，以實(shí)現(xiàn)由放大電路負(fù)載上獲得電壓放大的目的。

4. 固定偏置電阻(Rb)

Rb的阻值一般為幾十千歐至幾百千歐。主要作用是保證發(fā)射結(jié)正向偏置，并提供一定的基極電流Ib，使放大電路獲得一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。

5. 耦合電容(C1和C2)

C1和C2在電路中的作用是"隔離直流通過交流"。電容器的容抗Xc與頻率f為反比關(guān)系，因此在直流情況下，電容相當(dāng)于開路，使放大電路與信號(hào)源之間可靠隔離;在電容量足夠大的情況下，耦合電容對(duì)規(guī)定頻率范圍內(nèi)的交流輸入信號(hào)呈現(xiàn)的容抗極小，可近似視為短路，從而讓交流信號(hào)無衰減地通過。

把輸入信號(hào)由晶體管的基極輸入，而把負(fù)載電阻接在發(fā)射極上。特點(diǎn):電壓增益(放大倍數(shù)) 小于1但近似等于1，輸出電壓與輸入電壓同相位，輸入電阻高、輸出電阻低。雖然共集電極放大電路的電壓增益小于1，但是它的輸入電阻高，當(dāng)信號(hào)源(或前極)提供給放大電路同樣大小的信號(hào)電壓時(shí)，由于具有較高的輸入電阻，使所需提供的電流減小，從而減輕了信號(hào)源的負(fù)載。

特點(diǎn):共基極放大電路的輸入電阻很低，一般只有幾歐到幾十歐，但其輸出電阻卻很高。另外，共基放大電路允許的工作頻率較高，高頻特性比較好，所以它多用于高頻和寬頻帶電路或恒流源電路中。

組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí);一級(jí)和一級(jí)之間的連接稱為級(jí)間耦合。多級(jí)放大電路的耦合方式通常有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合等。

直接耦合

如圖所示，兩個(gè)放大器之間不采用任何其它的器件連接，這種耦合方式稱為"直接耦合"。

直接耦合的多級(jí)放大電路，各級(jí)間的靜態(tài)工作點(diǎn)將互不影響。如圖中VT1管的Uce1受到Ube2的限制，僅有0.7V左右。因此，第一級(jí)輸出電壓的幅值將很小。為了保證第一級(jí)有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，必須提高VT2管的發(fā)射極電位，為此，常在VT2的發(fā)射極接入電阻、二極管或穩(wěn)壓管等。

缺點(diǎn):存在著各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制和零點(diǎn)漂移問題。

阻容耦合

將放大電路的前級(jí)輸出端通過電容接到后級(jí)輸入端，稱為阻容耦合方式。

直流分析:由于電容對(duì)直流量的電抗為無窮大，因而阻容耦合放大電路各級(jí)之間的直流通路不相通，各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立。

交流分析:只要輸入信號(hào)頻率較高，耦合電容容量較大，前級(jí)的輸出信號(hào)可幾乎沒有衰減地傳遞到后級(jí)的輸入端。因此，在分立元件電路中阻容耦合方式得到非常廣泛的應(yīng)用。

優(yōu)點(diǎn):耦合電容的隔直通交作用，使兩級(jí)Q相互獨(dú)立，給設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來了方便

缺點(diǎn):低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào);在集成電路中制造大容量的電容很困難，因此阻容耦合方式不便于集成化。

變壓器耦

放大電路的前級(jí)輸出端通過變壓器接到后級(jí)輸入端，稱為變壓器耦合方式。這種耦合方式主要用于早期 的功率耦合輸出，在當(dāng)今集成化的趨勢下，已經(jīng)逐步被淘汰，使用量已經(jīng)很少。

優(yōu)點(diǎn):級(jí)間無直流通路，各級(jí)獨(dú)立;變壓器具有阻抗變換作用，可獲最佳負(fù)載;

缺點(diǎn):變壓器造價(jià)高、體積大、不能集成，其應(yīng)用受到限制

單級(jí)型管的單級(jí)放大電路，用場效應(yīng)管作為放大器件組成的放大電路，稱為場效應(yīng)管放大電路。場效應(yīng)管和雙極型晶體管一樣是電路的核心器件，在電路中起以小控大的作用。在場效應(yīng)管的放大電路中，為實(shí)現(xiàn)電路對(duì)信號(hào)的放大作用，必須要建立偏置電路以提供合適的偏置電壓，使場效應(yīng)管工作在特性的恒流區(qū)。

自給偏壓電路

N溝道耗盡型MOS管組成的共源極放大電路 場效應(yīng)管的柵極通過電阻Rg接地，源極通過電阻Rs接地。這種偏置方法靠漏極電流Id在源極電阻Rs上產(chǎn)生的電壓為柵源極提供一個(gè)偏置電壓Ugs，故稱為自偏壓電路。

場效應(yīng)管

場效應(yīng)管也是非線性器件，在輸入信號(hào)電壓很小的條件下，也可將其用小信號(hào)模型等效。與建立雙極型三極管小信號(hào)模型相似，將場效應(yīng)管也看成一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)，以結(jié)型場效應(yīng)管為例，柵極與源極之間為輸入端口，漏極與源極之間為輸出端口。無論是哪種類型的場效應(yīng)管，均可以認(rèn)為柵極電流為零，輸入端口視為開路，柵源極間只有電壓存在。

共源極

共源極場效應(yīng)管放大電路與雙極型管共射放大電路相比較， 共源極放大電路具有以下特點(diǎn):輸入電阻極高，相當(dāng)于開路;輸出電阻由于并聯(lián)一個(gè)電阻Rds，因此輸出電阻較小。共源極場效應(yīng)管放大電路的微變等效電路相當(dāng)于一個(gè)電壓控制的電流源。

放大電路

共漏極放大電路又稱為源極輸出器或源極跟隨器，同樣具有與共集電極放大電路相同的特性:輸入電阻高、輸出電阻低和電壓放大倍數(shù)小于1并接近于1。

靜態(tài)工作點(diǎn)過大，在信號(hào)正半周進(jìn)入了輸出特性曲線的飽和區(qū)。方法是提高工作電壓、適當(dāng)調(diào)小靜態(tài)工作點(diǎn)，輸入信號(hào)幅度。

靜態(tài)工作點(diǎn)過低，信號(hào)負(fù)半周進(jìn)入了輸出特性曲線的截止區(qū)。方法是提高靜態(tài)工作點(diǎn)、適當(dāng)減小輸入信號(hào)幅度。

又稱小信號(hào)失真，在輸入信號(hào)幅度很小時(shí)，進(jìn)入了輸入特性的彎曲段，是乙類推挽功放電路中靜態(tài)電流過小所致。方法是適當(dāng)提高靜態(tài)電流。小功率放大器靜態(tài)電流在2-4mA(如收音機(jī)功放)，大功率功放可選十多mA。乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率

理想情況下，乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的輸出沒有失真。 實(shí)際的乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路(圖)，由于沒有直流偏置，只有當(dāng)當(dāng)輸入信號(hào)vi大于管子的門坎電壓(NPN硅管約為0.6V，PNP鍺管約為0.2V)時(shí)，管子才能導(dǎo)通。當(dāng)輸入信號(hào)vi低于這個(gè)數(shù)值時(shí)，T1和T2都截止，ic1和ic2基本為零，負(fù)載RL上無電流通過，出現(xiàn)一段死區(qū)，如圖1所示。這種現(xiàn)象稱為交越失真。