放大电路的工作原理是什么？
放大电路是利用具有放大特性的电子元件，如晶体三极管，三极管加上工作电压后，输入端的微小电流变化可以引起输出端较大电流的变化，输出端的变化要比输入端的变化大几倍到几百倍，这就是放大电路的基本原理。
所有放大电路都有一个明显的特点，就是它们只是放大某一个电势点，另一个电势点是默认接地的。
而有时我们需要放大电压的两端电势没有一个接地的，那么这个时候，上述所有放大电路将不再适用。
扩展资料：
1、差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号Vi1、Vi2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。
2、当差模信号Vid输入(共模信号Vic=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即Vi1=－Vi2=Vid/2。
因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压Vod1、Vod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压Vo=Vod1－Vod2=2Vod1=Vod，可见，差放能有效地放大差模输入信号。
艾普斯
2024-07-18 广告
半导体集成电路【2】亦称“固体电路”或“单块集成电路”，它是在一块极小的半导体硅单晶片上，利用氧化、扩散或离子注入，光刻、蒸发等工艺制作上许多晶体二极管、三极管、电阻器、电容器等元件，并用某种隔离技术使它们在电性能上互相绝缘，而在晶片表面用金属薄膜使有关元件按需要互相连接，最后被封装在一个管壳里构成了一个完整的半导体集成电路。
半导体集成电路制造方法比较简便，成本低廉、可靠性高、体积也比较小，是目前集成电路中生产和应用最多的一种。
本课程设计着重研究典型的双极性晶体管组成的半导体共发射极集成放大电路的工作原理、工艺过程、功能特性以及测试评价等。
双极性晶体管（即三极管）的结构以NPN型为例如图1所示。
NPN型三极管的电压电流特性曲线如图2所示。其中，当三极管工作在放大区时，集电极电流IC近似与UCE变化无关，只与基极电流IB近似相关，即可看成是受IB控制的电流源，表达式近似为IC=β·IB，式中β称为静态电流放大倍数，其值几十到几百之间。
因此，利用三极管的上述特性，在NPN型三极管的集成电路中只要保证三个电极的电位关系满足UE<UB<UC，电路便具有了放大功能。
放大器是指输出信号电量反映输入信号电量的变化规律，并且输出信号的变化范围比输入大的功能电路。若输入和输出信号均为电压信号，则放大电路组成方框如图3所示。
图3 放大电路组成方框图
图中信号源代表放大电路原始电信号的来源而得名，负载作为放大电路电信号输出的目的地而得名，放大器则作为放大电路完成电信号放大的核心电路而得名。由于信号源和放大电路的非理想特性，我们需要通过放大器的输入和输出电阻或阻抗来了解放大器对信号源和负载之间的电信号的转化能力。
放大电路的主要功能是将信号源送来的电信号放大后送给执行部件来完成特定的任务，如收音机的喇叭等。根据被放大前后信号需求的不同特征，放大器可分为音频放大器、视频放大器、脉冲放大器等；也可以根据信号的强弱分为小信号放大器和大信号放大器等。在此，我们主要以设计小信号的线性放大器集成放大电路为主。
由于放大器有一个输入端口和一个输出，共需要4个端点，因此晶体三极管在构成放大器时有一个电极之路必须要与输入和输出端口共用。共发射极放大电路就是其中的一类。
图4为共发射极接法的基本放大电路。需要放大的交流信号从输入端AB送入，放大以后的信号从输出端CD取出。发射极是输入回路和输出回路的公共端，故该电路称为共发射极放大电路。
各元件的作用：直流电源UCC使发射极正偏，集电极反偏，以便让三极管工作在放大区；此外，还向负载和各元件提供功率。耦合电容C1和C2起隔交流、通直流的作用。基极偏置电阻Rb为基极提供合适的基极电流。集电极负载电阻RC将输出电流转换为电压输出。三极管起放大作用。
Rb和Rc：提供适合偏置--发射结正偏，集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容，隔直流通交流。
二、放大电路的基本工作原理
静态(Vi=0,假设工作在放大状态) 分析，又称直流分析，计算三极管的电流和极间电压值，应采用直流通路(电容开路)。放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现 ，其实质上是一种能量转换器。
三、构成放大电路的基本原则
放大电路必须有合适的静态工作点：直流电源的极性与三极管的类型相配合，电阻的设置要与电源相配合，以确保器件工作在放大区。输入信号能有效地加到放大器件的输入端，使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化，经三极管放大后的输出信号(如ic=β*ib)应能有效地转变为负载上的输出电压信号。
电压传输特性和静态工作点
一、单管放大电路的电压传输特性
AB段：截止区，对应于输出特性曲线中iB＜0的部分。BCDEFG段：放大区。GHI段：饱和区。作为放大应用时：Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处，易引起载止失真。若Q点设置F处，易引起饱和失真。用于开关控制场合：工作在截止区和饱和区上。
二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)
单电源固定偏置电路：选择合适的Rb，Rc，使电路工作在放大状态。
工作点稳定的偏置电路：该方法为近似估算法。
分压式偏置电路：稳定工作点的另一种解释：温度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定) ，则 IC↓ IB↓ VBE↓ (=VB-VE)。在静态情况下，温度上升引起IC增加，由于基极电位VB基本固定，该电流增量通过Re产生负反馈，迫使IC自动下降,使Q点保持稳定。Re愈大，负反馈作用愈强，稳定性也愈好。
但Re过大，输出的动态范围(ΔVCE)变小，易引起失真。Rb1、Rb2愈小，VB愈稳定。但它们过小将使放大能力下降。工程设计时，应综合考虑电阻阻值的影响。经验公式：I1=(5～10)IBQ，VEQ=IEQRe=0.2VCC(或VEQ=1～3V)。
放大电路一般由以下几个主要部分组成：
输入端：接收输入信号的部分，可以是电流输入或电压输入。
放大器：放大器是放大电路的核心部分，通常由一个或多个放大器元件（如晶体管、运算放大器等）组成。放大器通过控制放大器元件的工作状态，将输入信号的能量增加，从而实现信号的放大。
反馈电路（可选）：用于控制放大器的增益和稳定性。反馈电路将输出信号的一部分反馈到放大器的输入端，通过调节反馈电路的参数，可以控制放大器的增益和频率响应。
输出端：输出放大后的信号。
放大电路的工作原理基于放大器元件的特性和工作原理。例如，晶体管放大器利用晶体管的放大特性，控制输入电流或电压的变化，从而放大输入信号。运算放大器则利用差分放大器的原理，通过调节反馈电路的参数，实现对输入信号的放大。
放大电路的目的是为了增强信号的幅度或功率，使得信号能够被后续电路或设备正确处理和使用。放大电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如音频放大器、射频放大器、通信系统等。
