三極管-場效應管-運算放大器基本放大電路的結構特點以及分析

基本放大電路是放大電壓或電流的電路。

基本放大電路的結構特點

根據工作條件和電路的不同，基本放大電路的結構也有所差異，根據電路的結構和放大元件的不同，大體可將基本放大電路分為晶體管放大電路、場效應管放大電路、多級放大器和負反饋放大器、差動放大電路、運算放大電路等。

1、晶體管放大電路的結構特點與電路分析

晶體管最基本的作用之一就是放大，因此，使用晶體管制成的電路具有放大作用。

下圖是晶體管放大電路的功能示意圖。

在對晶體管放大電路進行識讀前，應首先了解電路的結構組成。

下圖是典型的晶體管放大電路。

由上圖可知，晶體管放大電路主要是由晶體管、電阻器和電容器等組成。

晶體管是一種電流放大器件，當輸入信號加至晶體管基極時，基極電流隨之變化，進而使集電極電流產生相應變化。由于晶體管本身具有放大倍數，根據電流的放大關系，是經過晶體管后的信號放大了一定倍數，輸出信號經耦合電容阻止直流后輸出，這時在電路的輸出端便得到了放大后的信號波形。

2、場效應管放大電路的結構特點與電路分析

場效應管與晶體管一樣，也具有放大作用，場效應管是電壓控制器件，它具有輸入阻抗高，噪聲低的特點。

場效應管的三個電極分別是柵極、源極、漏極，分別相當于晶體管的基極、發射極、集電極。由其構成的放大電路可分為三種：共源、共漏和共柵極放大器。

場效應管三種組態電路見下圖。

圖a)是共源放大器，相當于三極管中的共射極放大器，是一種最常見電路。

圖b)是共漏放大器，相當于三極管共集電極放大器i，輸入信號從漏極與柵極之間輸入，輸出信號從源極與漏極之間輸出，這種電路又稱為源極輸出器或源極跟隨器。

圖c)是共柵放大器，相當于三極管共基極放大器，輸入信號從柵極與源極之間輸入，輸出信號從漏極與柵極之間輸出。這種放大器的高頻特性比較好。

典型的場效應管放大電路見下圖。

.在場效應管的漏極和源極之間加上一定電壓，并串接一個電阻，那么改變或調整Ugs，就可改變Id的大小，進而改變輸出電壓，實現電壓放大。

3、運算放大器電路的結構特點與電路分析

標準的運算放大器由三種放大電路組成：差動放大器、電壓放大器和推挽式放大器。

運算放大器的基本構成見下圖

基本運算放大電路有很高的電壓放大倍數，因此在作為放大運用時，總是接成負反饋的閉環結構；否則電路是非常不穩定的。運算放大器有兩個輸入端，因此輸入信號有三種不同的接入方式，即反相輸入、同相輸入和差動輸入。無論是哪種種輸入方式，反饋網絡都是接在反相輸入端和輸出端之間。

利用運算放大器構成的溫度檢測電路見下圖。

MC1403為基準電壓產生電路，其2腳輸出經電阻和電位器等元件分壓后加到運算放大器的同相輸入端，熱敏電阻饑餓在運算放大器的負反饋環路中。環境溫度發生變化，熱敏電阻的阻值隨之發生變化，IC1的輸出加到IC3的反相輸入端，經IC3放大后作為溫度傳感信號輸出，IC1相當于一個測量放大器，IC2是IC1的負反饋電路，RP2，RP3可以微調負反饋量，從而提高測量的精度和穩定性。

基本放大電路的分析實例

1、寬頻帶放大電路的分析實例

典型寬頻帶放大電路見下圖，該電路是一種典型的共射極放大電路。

該電路是一種1-250MHz寬頻帶放大器電路。該電路采用兩級放大器作為放大電路，VT3作為輸出級放大器。

主要是由晶體管放大器VT1，VT2，VT3以及相應的分壓電阻器，耦合電容器等組成，其中VT1，VT2，VT3主要用來對輸入的信號進行三級放大，分壓電阻器主要用來為晶體管提供工作電壓，耦合電容器可用來將信號耦合后送往下一級的晶體管中。

在該電路中，其輸入信號由接口J1輸入，經電容C1耦合后送入三極管VT1的基極，有三極管放大后經其集電極輸出，并經電容C5耦合后送往三極管VT2的基極進行放大，經集電極輸出，經電容C9耦合后再送往晶體管VT3的基極上，最終由發射極送往輸出口J2。

2、超小型收音機電路的分析實例

見下圖，它采用兩只晶體管，其中的場效應管放大電路采用了固定式偏置方式。

該電路主要是由場效應管VT以及晶體管2SC2001，耦合電容器C1和C4以及周圍元器件組成。場效應管VT用來進行高頻信號的放大。

由外接天線接收信號，經C1進入LC振蕩電路。LC振蕩電路由磁棒線圈和電容組成，諧振電路選頻后，經C4耦合至場效應管VT的柵極，與柵極負偏壓疊加，加到場效應管山脊上，使場效應管VT的漏極電流相應變化，并在負載電阻R1上產生壓降，經C5隔離直流后輸出，在輸出端得到放大了的信號電壓，放大后的信號送入三極管2SC2001的基極，該管還具有檢波功能，將調制在高頻載波信號上的音頻信號檢出，輸出較純凈的音頻信號到耳機。

3、電容耦合多級放大器電路的分析實例

典型的電容耦合多級放大器電路見下圖。

該電路由兩個共發射極晶體管放大器連接而成的電容耦合兩級放大器，可獲得較高的放大倍數。信號經過電容器C1耦合到共發射極晶體管VT1的基極，經集電極輸出通過電容器C2耦合到后級共發射極晶體管VT2的輸入端（基極）。

使用電容器C2耦合，就可以防止某極放大器的直流偏壓影響下一級的直流偏壓，但是交流信號能夠通過耦合電容送入下一級電路。

4、小型錄音機音頻信號放大器的分析實例

見下圖，該電路是一個由多級放大器和負反饋放大電路組成。可將話筒輸入的音頻信號放大，然后送入錄音頭，用來保存聲音信號。

該電路主要由話筒、電位器、晶體管放大器以及周圍的分壓電阻器，耦合電容器，反饋回路中的電容器等組成。其中VT1，VT2，VT3組成多級放大器。

話筒信號經電位器RP1調整后加到晶體管VT1，R4接在VT1的發射極作為電流負反饋電阻穩定直流工作點，C3為去耦電容使VT1交流增益提高。音頻信號經三級放大后加到變壓器T1的初級線圈。VT3的集電極輸出經R18，C16反饋到VT1的基極，用以改善放大器的頻率特性。該放大器的輸出采用變壓的方式可以補償高頻信號。

5、OTL音頻功率放大器電路的分析實例

見下圖。該電路的輸出級是一個典型的差動放大器電路，其輸入級采用VT1和VT2組成的差動放大器進行音頻信號的放大。

VT1、VT2構成差動輸入級電壓放大器，VT3是推動管，VT4和VT5為功放輸出管的靜態偏置二極管，VT6-VT9構成復合互補對稱式OTL電路，是輸出級電路，其中VT6和VT7為兩只NPN型同極性復合管，等效成一個NPN型晶體管，VT8和VT9是PNP和NPN復合管。等效成一只PNP型晶體管。

輸入信號經過耦合電容C1加到VT1的基極，經放大后從集電極輸出，直接耦合到VT3的基極，放大后從集電極輸出。VT3集電極輸出的正半周信號經VT6和VT7放大，由C7耦合到SP1中，VT3管集電極輸出的負半周信號經VT8和VT9放大，由C7耦合到SP1中，在SP1上獲得正、負半軸一個完整的信號。

VT1和VT2構成單端輸入、單端輸出式差動電路，是一級電壓放大器。VT1基極偏置由R1提供，VT2基極偏置由R7提供，R7的右端接輸出端，其直流電壓為1/2（+V）。

推動極VT3的基極電壓取自VT1的集電極，這兩極之間采用直接耦合方式。C5是VT3的高頻電壓并聯負反饋式消振電容，它容量小，對音頻信號而言呈開路，對高頻信號容抗很小，具有大的負反饋作用，以抑制放大器可能出現的高頻自激。

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