三种基本放大电路原理图,带你一步步看懂电子放大器的基本构成和工作原理

在日常生活中,放大电路的应用十分广泛,我们的音响设备、耳机、助听器等都依赖于这类电路。这些电路的核心作用是将微弱的电信号进行放大处理,以实现特定的功能。实现这一功能的关键电子元件被称为放大器,而由这种功能构成的电路则被称为放大线路。

放大器主要分为两大类:交流放大器和直流放大器。交流放大器根据频率的不同,可以分为低频、中频和高频放大器;根据输出信号的强度,又可细分为电压放大器和功率放大器。此外,还有一些采用集成运算放大器或特殊晶体管作为核心元件的放大器。在我们日常接触到的电子设备中,常见的放大电路通常是几种典型电路的组合。

当我们面对放大电路图时,应遵循“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和方法进行解读。首先,需要将整个放大电路按照输入和输出的顺序逐级分解,然后逐级深入分析关键元件的工作原理。

放大电路具有其独特的工作特点:首先,它存在静态和动态两种工作状态,因此在分析时往往需要绘制出直流通路和交流通路;其次,电路中通常引入负反馈机制,这种反馈可能发生在同一级内部,也可能是由后级反馈到前级,因此在分析某一特定级时,需要同时考虑前后级的影响。

接下来,我们将介绍几种常见的低频放大电路。

低频电压放大器是指工作频率范围在20赫兹到20千赫之间,主要输出具有一定电压值而不特别强调电流强度的放大器。

如下图所示,这是一种共发射级放大线路:

图中,C1代表输入电容,C2代表输出电容,VT是负责信号放大的三极管,RB是基极偏置电阻,RC是集电极负载电阻。1、3端为输入端,2、3端为输出端,其中3端作为公共点,通常接地,也被称为“地”端。

该电路的特点是电压放大倍数较高,可以从十几倍到一百多倍,输出电压的相位与输入电压相反,但性能相对不够稳定,适用于一般应用场景。

下图为分压式偏置共发射极放大线路:

从电路图中可以看出,基极电压是由RB1和RB2共同分压得到的,因此得名分压偏置。在发射极部分增加了电阻RE和电容CE,其中CE被称为交流旁路电容,对交流信号相当于短路;而RE则通过直流负反馈作用稳定电路。所谓反馈,是指将输出的变化通过某种方式传递回输入端,作为输入的一部分。如果反馈部分与原输入部分相减,则称为负反馈。在图中,基极的实际输入电压是RB2上的电压与RE上的电压之差,因此构成了负反馈。由于采用了上述两种措施,该电路的工作稳定性得到了显著提高,成为应用最广泛的放大电路之一。

下图为共集电极放大线路:

在这个电路中,晶体管的真实输入是Vi和Vo之差,因此这是一个具有深度交流负反馈的电路。由于深度负反馈的存在,该电路具有以下特点:电压放大倍数略小于1但接近于1,输出电压与输入电压同相,输入阻抗高而输出阻抗低,失真小,频带宽,工作稳定。这种电路常被用作放大器的输入级、输出级或用于阻抗匹配。