1、三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明三极管放大电路的基本原理。

2、首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取07v)。当基极与发射极之间的电压小于07v时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比07v要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于07v时,基极电流都是0)。如果事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,右下图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。
3、另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
阻容耦合放大器原理
实用电路如下图,其中Rc=100Re,Rb的阻值要根据三极管的电流放大倍数而确定,原则是要使放大电路在没有输入信号时输出电压为Vcc/2,Vcc=3V~5V,耦合电容C的类型和容量要根据输入信号的频率而定,如果信号频率较低,则选用容量较大的电解电容,如果信号频率很高,则选用高频特性较好而容量较小的电容。
基本放大器原理图等效成习惯画法图,请解释等效过程!(VBB为什么可以去掉?)
附图为最基本的阻容耦合放大器原理图。图中Rc1、C1为耦合元件。
电容C1起到隔断直流作用,避免了BG1的集电极电压波动影响BG2的静态工作点。
对于交流信号,电容C1可看做通路(呈现低阻抗),Rc1上的电压(交流部分)加到了BG2的基极上,进入下一级的输入端进行放大。完成了前后级的信号耦合。
三运放大电路原理图
不知道你迷惑到哪一点了,试着解释一下吧。
左图中的RB 和右图中的RB 在VCC不等VBB时不是一个数值。设左图为RB1。
静态工作点一个参数就是IB(基极电流),左图中VBB和RB1及三极管发射结组成一个电路,VBB和RB1可以得到一个合适的IB,改变VBB和RB1同样可以得到合适的IB,当VBB到VCC时,此时的RB1才是RB。此时两电压源相等,可用一个,就是右图电路。
对于三极管组成的放大电路,其构成放大的外部条件和内部条件是什么?
芯片型号可以根据运放芯片表根据需要选择 一般平衡电阻的阻值为10KΩ 即R2
其余电阻根据需要设置
附运放芯片表
常见运算放大器型号简介
CA3130 高输入阻抗运算放大器 Intersil[DATA]
CA3140 高输入阻抗运算放大器
CD4573 四可编程运算放大器 MC14573
ICL7650 斩波稳零放大器
LF347(NS[DATA]) 带宽四运算放大器 KA347
LF351 BI-FET单运算放大器 NS[DATA]
LF353 BI-FET双运算放大器 NS[DATA]
LF356 BI-FET单运算放大器 NS[DATA]
LF357 BI-FET单运算放大器 NS[DATA]
LF398 采样保持放大器 NS[DATA]
LF411 BI-FET单运算放大器 NS[DATA]
LF412 BI-FET双运放大器 NS[DATA]
LM124 低功耗四运算放大器(军用档) NS[DATA]/TI[DATA]
LM1458 双运算放大器 NS[DATA]
LM148 四运算放大器 NS[DATA]
LM224J 低功耗四运算放大器(工业档) NS[DATA]/TI[DATA]
LM2902 四运算放大器 NS[DATA]/TI[DATA]
LM2904 双运放大器 NS[DATA]/TI[DATA]
LM301 运算放大器 NS[DATA]
LM308 运算放大器 NS[DATA]
LM308H 运算放大器(金属封装) NS[DATA]
LM318 高速运算放大器 NS[DATA]
LM324(NS[DATA]) 四运算放大器 HA17324,/LM324N(TI)
LM348 四运算放大器 NS[DATA]
LM358 NS[DATA] 通用型双运算放大器 HA17358/LM358P(TI)
LM380 音频功率放大器 NS[DATA]
LM386-1 NS[DATA] 音频放大器 NJM386D,UTC386
LM386-3 音频放大器 NS[DATA]
LM386-4 音频放大器 NS[DATA]
LM3886 音频大功率放大器 NS[DATA]
LM3900 四运算放大器
LM725 高精度运算放大器 NS[DATA]
LM733 带宽运算放大器
LM741 NS[DATA] 通用型运算放大器 HA17741
MC34119 小功率音频放大器
NE5532 高速低噪声双运算放大器 TI[DATA]
NE5534 高速低噪声单运算放大器 TI[DATA]
NE592 视频放大器
OP07-CP 精密运算放大器 TI[DATA]
OP07-DP 精密运算放大器 TI[DATA]

TBA820M 小功率音频放大器 ST[DATA]
TL061 BI-FET单运算放大器 TI[DATA]
TL062 BI-FET双运算放大器 TI[DATA]
TL064 BI-FET四运算放大器 TI[DATA]
TL072 BI-FET双运算放大器 TI[DATA]
TL074 BI-FET四运算放大器 TI[DATA]
TL081 BI-FET单运算放大器 TI[DATA]
TL082 BI-FET双运算放大器 TI[DATA]
TL084 BI-FET四运算放大器 TI[DATA]
电压放大器的工作原理
一个基本放大电路必须有如图211(a)所示各组成部分:输入信号源、晶体三极管、输出负载以及直流电源和相应的偏置电路。其中,直流电源和相应的偏置电路用来为晶体三极管提供静态工作点,以保证晶体三极管工作在放大区。就双极型晶体三极管而言,就是保证发射结正偏,集电结反偏。
输入信号源一般是将非电量变为电量的换能器, 如各种传感器,将声音变换为电信号的话筒,将图像变换为电信号的摄像管等。它所提供的电压信号或电流信号就是基本放大电路的输入信号。
图211(b)是最简单的共发射极组态放大器的电路原理图。我们先介绍各部件的作用。
1 晶体管V 2 直流电源UCC 3 基极偏流电阻Rb
4 集电极电阻Rc 5 耦合电容C1、 C2
二、 放大电路的工作原理
在图211(b)所示基本放放大电路中,我们只要适当选取R b、Rc和UCC的值,三极管就能够工作在放大区。下面我们以它为例,分析放大电路的工作原理。
1 无输入信号时放大器的工作情况
在图211(b)所示的基本放大电路中, 在接通直流电源UCC后,当ui=0时, 由于基极偏流电阻Rb的作用,晶体管基极就有正向偏流IB流过,由于晶体管的电流放大作用,那么集电极电流IC=βIB,集电极电流在集电极电阻Rc上形成的压降为UC=ICRc。
显然, 晶体管集电极-发射极间的管压降为UCE=UCC-ICRc。
当ui=0时,放大电路处于静态或叫处于直流工作状态, 这时的基极电流IB、集电极电流IC和集电极发射极电压UCE用IB 、 ICQ、UCEQ表示。它们在三极管特性曲线上所确定的点就称为静态工作点,其习惯上用Q表示。这些电压和电流值都是在无信号输入时的数值,所以叫静态电压和静态电流。
2 输入交流信号时的工作情况
当在放大器的输入端加入正弦交流信号电压ui时,信号电压ui将和静态正偏压UBE相串连作用于晶体管发射结上,加在发射结上的电压瞬时值为
uBE=UBE+ui
如果选择适当的静态电压值和静态电流值,输入信号电压的幅值又限制在一定范围之内,则在信号的整个周期内,发射结上的电压均能处于输入特性曲线的直线部分,如图 212(a),此时基极电流的瞬时值将随uBE变化,如图212(b)。
基极电流iB由两部分组成, 一个是固定不变的静态基极电流IB;一个是作正弦变化的交流基极电流ib。
iB=IB+ib
由于晶体管的电流放大作用, 集电极电流iC将随基极电流iB变化,如图212(c)所示。
同样,iC也由两部分组成:一个是固定不变的静态集电极电流IC;一个是作正弦变化的交流集电极电流ic。其瞬时值为
iC=IC+ic (212 )
现在讨论集电极电阻Rc上的电压降uRc。因为uRc=iCRc , 所以它要随iC变化,如图212(d)所示。由于UCC=iCRc +uCE,所以在图212(d)上,管压降的瞬时值uCE相当于UCC虚线下面的空白部分。把它单独画出,如图212(e)所示。显然, uCE也由两部分组成:一个是固定不变的静态管压降UCE, 另一个是作正弦变化的交流集电极-发射极电压uce。
如果负载电阻RL通过耦合电容C2接到晶体管的集电极-发射极之间,则由于电容C2的隔直作用,负载电阻RL上就不会出现直流电压。 但对交流信号uce,很容易通过隔直电容C2加到负载电阻RL上,形成输出电压uo。如果电容C2的容量足够大,则对交流信号的容抗很小,忽略其上的压降,则管压降的交流成分就是负载上的输出电压,因此有
uo=uce (213)
把输出电压uo和输入信号电压ui进行对比,我们可以得到如下结论:
(1) 输出电压的波形和输入信号电压的波形相同, 只是输出电压幅度比输入电压大。
(2) 输出电压与输入信号电压相位差为180 。
通过以上分析可知, 放大电路工作原理实质是用微弱的信号电压ui通过三极管的控制作用去控制三极管集电极电流iC,iC在RL上形成压降作为输出电压。iC是直流电源UCC提供的。因此三极管的输出功率实际上是利用三极管的控制作用,直流电能转化成交流电能的功率。
三、 放大电路的主要性能指标
分析放大器的性能时, 必须了解放大器有哪些性能指标。 各种小信号放大器都可以用图213所示的组成框图表示,图中Us代表输入信号电压源的等效电动势,Rs代表内阻。也可用电流源等效电路。Ui和Ii分别为放大器输入信号电压和电流的有效值,RL为负载电阻,Uo和Io分别为放大器输出信号电压和电流的有效值。衡量放大器性能的指标很多,现介绍输入、输出电阻,增益,频率失真和非线性失真等基本指标。
1 输入、 输出电阻
对于输入信号源, 可把放大器当作它的负载,用ri表示, 称为放大器的输入电阻。其定义的放大器输入端信号电压对电流的比值,即
ri=
对于输出负载RL,可把放大器当作它的信号源,用相应的电压源或电流源等效电路表示,如图214(a)和(b)所示。 图中Ui是将RL移去, Us或者Is在放大器输出端产生的开路电压。In是将RL短接,Us或者Is在放大器输出端产生的短路电流。 ro是等效电流源或电压源的内阻,也就是放大器的输出电阻。
它是在放大器中的独立电压源短路或独立电流源开路、 保留受控源的情况下, 从RL两端向放大器看进去所呈现的电阻。因此假如在放大器输出端外加信号电压U, 计算出由U产生的电流I,则ro=U/I, 如图214(c)。 ro,ri只是等效意义上的电阻。如在放大器内部有电抗元件, ro,ri应为复数值。
2 增益
增益,又称为放大倍数,用来衡量放大器放大信号的能力。有电压增益、电流增益、功率增益等。
1) 电流、 电压增益
电压增益用Au表示,定义为放大器输出信号电压与输入信号电压的比值。 即
因为 ,又 ,所以 ;
增益Ai和源电流增益同样, 电流Ais分别定义为 : , ,
2) 功率增益
功率增益表示放大器放大信号功率的能力, 定义为:
一个信号源能够提供的最大功率,就是信号源加到匹配负载上的功率,我们定义为信号源额定功率, 它是度量信号源功率容量大小的参数。负载能否得到这么大的功率,取决于负载是否与信号源内阻匹配。额定功率与负载大小无关,而实际得到的功率则与负载大小有关。
3 频率失真
因放大电路一般含有电抗元件,所以对于不同频率的输入信号, 放大器具有不同的放大能力。相应的增益是频率的复函数。即
上式中, A(ω)是增益的幅值,φA(ω)是增益的相角, 都是频率的函数。我们将幅值随ω变化的特性称为放大器的幅频特性,其相应的曲线称为幅频特性曲线; 相角随ω变化的特性称为放大器的相频特性,其相应的曲线称为相频特性曲线。 它们分别如图215(a)和(b)所示。

在工程上,一个实际输入信号包含许多频率分量, 放大器不能对所有频率分量进行等增益放大,那么合成的输出信号波形就与输入信号不同。这种波形失真称为放大器的频率失真。要把这种失真限制在允许值范围内,则放大器频率响应曲线中平坦部分的带宽应大于输入信号的频率宽度。
运算放大器的核心是一个具有恒流源的差分放大器,由于恒流源的作用尽量的保证晶体管的工作点,能在晶体管特性曲线比较线性的一段工作,并且采用了深度的负反馈使整个运算放大电路对信号具有较好的线性放大。一个运算放大器为了保证有一定的增益,都是采用多级直流放大器的组合,在制造时就在一个芯片上完成,以集成电路运算放大器的形式出现;保证了良好的耦合特性及稳定性。所以运算放大器就是高质量的模拟放大器的代名词 。
由于运算放大器的核心是一个差分放大器,所以就有两个输入端,和一个输出端,其在电路图上的表示符号,引脚的位置和电压比较器一样;两个输入端和输出的关系也有同相输入端和反相输入端的称呼。这两个输入端都可以输入信号(对称的差分信号);也可以,一个输入端设定为基准电压,一个输入端输入模拟信号 。
运算放大器既然能把信号进行放大,显然我们用他来代替电压比较器作为电压比较用也是没有问题的,就有许多电路的电压比较电路就采用了运算放大器电路完成的。不过运算放大器作为电压比较器使用;其灵敏度、反映速度都要差的多,还是不要这样替代用的为好,但是电压比较器是绝对不能作为运算放大器用的。在一般的电路原理图上运算放大器和电压比较器,光从符号上很难区分图纸上表示的是运算放大器还是电压比较器,只能通过对电路的分析,进行判断 。


