放大电路工作原理

我们知道三极管可以通过控制基极的电流来控制集电极的电流，来达到放大的目的。放大电路就是利用三极管的这种特性来组成放大电路。我们下面以共发射极的接法为例来说明一下。

一、放大电路的组成原理：

1．提供直流电源，为电路提供工作能源。

2．电源的极性和大小应保证三极管t的基极与发射极之间处于正向偏置，而集电极与基极。

之间处于反向偏置，使三极管工作在放大区。

3．电阻取值与电源配合，使放大管有合适的静态工作点。

4．输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。

5．当负载接入时，必须保证放大管输出回路的动态电流能够作用于负载rl，从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。

判断放大电路是否具有放大作用，就是根据这几点，它们必须同时具备。

二、一切条件具备以后，晶体管的直流静态工作点就成为放大器的关键问题了。它决定了放大器。

能否对输入信号进行不失真有效放大。既然交流放大器要放大的是交流信号，那么给晶体管通上直流电流，设置一定的静态工作点，是不是多余的呢？为了回答这个问题，让我们先分析一下不设置静态工作点的电路究竟能不能担当放大交流信号的作用。

我们故意把rb撤去如图1。

图1因此静态时，ib 、ic几乎为零，这时rc两端没有电压降，因此uce=ec，并让输入交流信号usr直接加在晶体管的b-e极之间。由于晶体管的发射结可以看作一个单向导电的二极管，所以当usr处于副半周期时，加在b-e极之间的电压是负的，发射结反向偏置，没有基极电流产生，所以至少在信号的负半周是放大器将失去放大能力，输出端的交流电压use为零。

图2就是在信号的正半周，由于晶体管的输入特性总存在一定的死区（硅管约为0.6 v，锗管约为0.3v），所以也只有当usr得瞬时值足够大时，才能产生相应的基极变化电流ib，而通常放大器的输入信号是不可能有这么大的。

由于ib的波形已经严重畸变，因此相对应的ic和usc的波形也将产生畸变。从而得不到我们需要的跟输入信号一至的放大后的信号，这种情况叫作放大器的失真。（见图2）

基于上述情况，我们必需在晶体管的be之间加上一定的预置电流（电路中加入rb），让交流输入信号迭加在预置电流上。这样，基极电流只产生大小的变化而没有正负之分。只要预置基极电流足够大，即使负半周时也不会进入be结的死区或非线性区。

这样ib才会产生一个完整的不失真交流电流波形。见图3

图3那麽就竟ib该多大合适，这里引进一个新的概念，静态工作点：“q ”。以vcc=12v rc=2.4k 为例。

集电极电流ic作y轴，管压降uce作x轴画座标图。把不同量级的ib电流曲线及对应ic迭加就可看出ib、ic和uce之间相互影响的关系。先找出两个极端点。

ic=0 uce=vcc=12v 在x轴上描点。再设uce=1v (ic饱和后有一定的管压降，应除去) ，ic=11v/2.4k=5ma 并在y轴上描点。

连接这两个点作一直线。

q” 点在直线上的位置就决定了放大器的工作状态。图4中ib太小，当负半周的时候，使一部份ib进入死区，ic=0 此时的uce=vcc，不可能再继续上升，uce不能随usr变化而变化，顶部被vcc限制，形成削顶波形，这种失真叫截止失真。另一种情况（见图5），ib较大，“q” 点上移，当usr正半周的时候，ic增大，当rc的电压降接近于vcc的时候，uce=vcc—urc ，近似于0，集电极电流ic 无法再增加，形成波形压缩，这种失真叫饱和失真。

图4 图5只有静态工作点“q” 放在上、下兼顾的位置才能保证放大器有最大不失真输出。如图6

图6怎样选择元件和调整电路，才能使放大器正常工作呢？这里介绍一种简易方法。一般的小信号放大器ic都在1至2 ma (毫安) ，考虑电路长期工作的可靠性，晶体管最好工作在管子最大功耗的1/2处。

例： vcc=12v 除去饱和压降，放大器工作电压有11v，管压降uce选择1/2工作电压左右。这里我们选6v，加上饱和压降就是7v，vcc－7=5v，这个5v的电压就是集电极电阻rc的电压降。

此时的rc,即 5/2=2.5k 选电阻的标称值2.4k。

ib=ic/β 值以实际测量为准。这里我们设为100。即ib=2/100=0.

02ma

rb=(12－0.6)/0.02=570k 管子的实际静态功耗7×2=14mw 由于电路中rl的加入，会使图6中的直线的斜率加大，所以实际的电压输出伏值比估算值要小些。

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