基本放大器

我們希望您在上一章中已經獲得了關於工作點、其穩定性和補償技術的足夠知識。現在讓我們嘗試瞭解基本放大器電路的基本概念。

電子訊號包含一些資訊，如果強度不足，則無法利用。增加訊號強度的過程稱為放大。幾乎所有電子裝置都必須包含一些放大訊號的方法。我們在醫療裝置、科學儀器、自動化、軍事工具、通訊裝置，甚至家用裝置中都發現了放大器的應用。

實際應用中的放大是使用多級放大器完成的。將多個單級放大器級聯起來形成多級放大器。讓我們看看如何構建單級放大器，它是多級放大的基礎。

單級電晶體放大器

當僅使用一個電晶體及其相關電路來放大微弱訊號時，該電路稱為單級放大器。

分析單級放大器電路的工作原理，使我們更容易理解多級放大器電路的構成和工作原理。單級電晶體放大器有一個電晶體、偏置電路和其他輔助元件。下圖顯示了單級電晶體放大器的外觀。

當如圖所示向電晶體基極提供微弱的輸入訊號時，會有一小部分基極電流流過。由於電晶體的作用，電晶體集電極會流過更大的電流。（因為集電極電流是基極電流的β倍，這意味著I_C = βI_B）。現在，隨著集電極電流的增加，電阻R_C上的壓降也增加，這被收集為輸出。

因此，基極的小輸入在集電極輸出端被放大為更大幅度和強度的訊號。因此，這個電晶體充當放大器。

電晶體放大器的實際電路

實際電晶體放大器的電路如下所示，它表示分壓偏置電路。

各種突出的電路元件及其功能如下所述。

偏置電路

電阻R₁、R₂和R_E形成偏置和穩定電路，有助於建立合適的工作點。

輸入電容C_in

此電容將輸入訊號耦合到電晶體的基極。輸入電容C_in允許交流訊號透過，但將訊號源與R₂隔離。如果沒有這個電容，輸入訊號將直接施加，這會改變R₂處的偏置。

耦合電容C_C

此電容位於一個級的末端，並將其連線到另一級。因為它耦合了兩級，所以稱為耦合電容。此電容阻止一個級的直流進入另一個級，但允許交流透過。因此，它也稱為隔直電容。

由於存在耦合電容C_C，電阻R_L上的輸出沒有集電極的直流電壓。如果沒有它，由於R_C的分流效應，下一級的偏置條件將發生巨大變化，因為它將與下一級的R₂並聯。

發射極旁路電容C_E

此電容並聯於發射極電阻R_E。放大的交流訊號透過它旁路。如果沒有它，該訊號將透過R_E，這會在R_E上產生壓降，該壓降會反饋輸入訊號，從而降低輸出電壓。

負載電阻R_L

連線在輸出端的電阻R_L稱為負載電阻。當使用多級時，R_L表示下一級的輸入電阻。

各種電路電流

讓我們瞭解完整放大器電路中的各種電路電流。這些已經在上面的圖中提到了。

基極電流

當基極電路中沒有施加訊號時，由於偏置電路，直流基極電流I_B流過。當施加交流訊號時，交流基極電流i_b也會流過。因此，在施加訊號時，總基極電流i_B由下式給出

$$i_B = I_B + i_b$$

集電極電流

當沒有施加訊號時，由於偏置電路，直流集電極電流I_C流過。當施加交流訊號時，交流集電極電流i_c也會流過。因此，總集電極電流i_C由下式給出

$$i_C = I_C + i_c$$

其中

$I_C = \beta I_B$ = 零訊號集電極電流

$i_c = \beta i_b$ = 由訊號引起的集電極電流

發射極電流

當沒有施加訊號時，直流發射極電流I_E流過。在施加訊號時，總髮射極電流i_E由下式給出

$$i_E = I_E + i_e$$

應該記住

$$I_E = I_B + I_C$$

$$i_e = i_b + i_c$$

由於基極電流通常很小，因此需要注意

$I_E \cong I_C$ 和 $i_e \cong i_c$

這些是電晶體放大器實際電路的重要考慮因素。現在讓我們瞭解放大器的分類。

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