5.2　基本放大电路

基本放大电路是放大电压或电流信号的电路，它属于模拟信号放大器。

5.2.1　基本放大电路的结构特点

根据各设备中工作条件和电路的不同，基本放大电路的结构也有所差异，根据电路的结构和放大元件的不同，我们大体可以将基本放大电路分为晶体管放大电路、场效应管放大电路、多级放大器和负反馈放大器、差动放大电路、运算放大电路等。

（1）晶体管放大电路的结构特点与电路分析

晶体管的作用之一就是放大，因此，使用晶体管制成的电路具有放大的作用。

晶体管放大电路的功能示意图见5-12。

在对晶体管放大电路进行识读前，应首先了解该电路的结构组成，下面就具体介绍一下典型晶体管放大电路的结构。

典型的晶体管放大电路见图5-13。

由图5-13可知，晶体管放大电路主要是由晶体管、电阻器和电容器等组成的。

晶体管是一种电压放大器件，当输入信号加至晶体管的基极时，基极电流I_b随之变化，进而使集电极电流I_c产生相应的变化。由于晶体管本身具有放大倍数β，根据电流的放大关系I_c=βI_b，使经过晶体管后的信号放大了β倍，输出信号经耦合电容C_C阻止直流后输出，这时在电路的输出端便得到了放大后的信号波形。

（2）场效应管放大电路的结构特点与电路分析

场效应管与晶体管一样，也具有放大作用。场效应管是电压控制型器件。它具有输入阻抗高、噪声低的特点。

对场效应管放大电路进行识图前，应首先了解其工作流程，场效应管的3个电极，即栅极、源极和漏极分别相当于晶体管的基极、发射极和集电极，由其构成的放大电路可分为三种，即共源、共漏和共栅极放大器。

场效应管三种组态电路见图5-14。

图5-14（a）所示是共源放大器，它相当于三极管中的共发射极放大器，是一种最常用电路。

图5-14（b）是共漏放大器，相当于三极管共集电极放大器，输入信号从漏极与栅极之间输入，输出信号从源极与漏极之间输出，这种电路又称为源极输出器或源极跟随器。

图5-14（c）是共栅放大器，它相当于三极管共基极放大器，输入信号从栅极与源极之间输入，输出信号从漏极与栅极之间输出。这种放大器的高频特性比较好。

典型的场效应管放大电路见图5-15。

由图可知，该电路中的核心元件就是就是场效应晶体管。在场效应管的漏极和源极之间加上一定的电压U₀并串接一个电阻R_D，那么调整或改变U_GS，就可以改变I_D的大小，进而改变输出电压U_DS，实现电压放大。

（3）运算放大电路的结构特点与电路分析

标准的运算放大器由三种放大电路组成：差动放大器、电压放大器和推挽式放大器。为使用方便，它通常被制成集成电路。

运算放大器的基本构成见图5-16。

基本运算放大电路有很高的电压放大倍数，因此在作为放大器运用时，总是接成负反馈的闭环结构，否则电路是非常不稳定的。运算放大电路有两个输入端，因此输入信号有三种不同的接入方式，即反相输入、同相输入和差动输入。无论是哪种输入方式，反馈网络都是接在反相输入端和输出端之间。

利用运算放大器构成的温度检测电路见图5-17。

图中，MC1403为基准电压产生电路，其②脚输出经电阻（2.4kΩ）和电位器RP1等元件分压后加到运算IC1的同相输入端，热敏电阻PT100接在运算放大器的负反馈环路中。环境温度发生变化，热敏电阻的值也会随之变化，IC1的输出加到IC3的反相输入端，经IC3放大后作为温度传感信号输出，IC1相当于一个测量放大器，IC2是IC1的负反馈电路，RP2、RP3可以微调负反馈量，从而提高测量的精度和稳定性。

5.2.2　基本放大电路的分析实例

基本放大电路的应用十分广泛，根据不同的应用场合和产品需求，其电路结构有所不同。下面，我们就结合各种基本放大电路，介绍一下该电路的识图技巧。

（1）宽频带放大器电路的分析实例

典型宽频放大器电路见图5-18，该电路可是一种典型的共射极放大电路。

通过图5-18可知，该电路是一种1～250 MHz宽频带放大器电路。该电路采用两级共发射极放大器作为放大电路，VT3作为输出级放大器。

主要是由晶体管放大器VT1、VT2、VT3以及相应的分压电阻器、耦合电容器等组成的。其中晶体管VT1、VT2和VT3主要用来对输入的信号进行三级放大，分压电阻器主要用来为晶体管提供工作电压，耦合电容器可用来将信号耦合后送往下一级的晶体管中。

通过对上述电路的分析，我们可以读出，在该电路中，其输入信号由接口J1输入，经电容C1耦合后送入三极管VT1的基极，由三极管VT1放大后由其集电极输出，并经电容C5耦合后送往三极管VT2的基极进行放大后，由其集电极输出，并经电容C9耦合后再送往晶体管VT3的基极上，最终由发射极送往输出接口J2。

（2）超小型收音机电路的分析实例

一种超小型收音机电路见图5-19，它采用两只晶体管，其中的场效应晶体管放大电路采用了固定式偏置方式。

通过图5-19可知，该电路主要是由场效应管VT以及晶体管2SC2001、耦合电容器C1和C4以及周围的元器件组成的，场效应管VT用来进行高频信号的放大，是该电路的核心元件。

由外接天线接收天空中的各种信号，交流信号通过C1，进入LC谐振电路。LC谐振电路是由磁棒线圈和电容组成的，谐振电路选频后，经C4耦合至场效应管VT的栅极，与栅极负偏压叠加，加到场效应管栅极上，使场效应管VT的漏极电流I_D相应变化，并在负载电阻R1上产生压降，经C5隔离直流后输出，在输出端即得到放大了的信号电压。放大后的信号送入三极管2SC2001的基极，该管还具有检波功能，将调制在高频载波信号上的音频信号检出来，输出较纯净的音频信号送到耳机。

（3）电容耦合多级放大器的分析实例

典型的电容耦合多级放大器电路见图5-20。

该电路是由两个共发射极晶体管放大器连接而成的电容耦合两级放大器，可以获得较高的放大倍数。信号通过电容器C1耦合到共发射极晶体管VT1的基极，经集电极输出通过电容器C2耦合到后级共发射极晶体管VT2的输入端（基极）。

使用电容器C2耦合，就可以防止某极放大器的直流偏压影响下一级的直流偏压，但是交流信号却能够直接通过耦合电容送入下一级电路。

（4）OTL音频功率放大器电路的分析实例

OTL音频功率放大器电路见图5-21。

该电路的输出级是一个典型的差动放大器电路，其输入级采用VT1和VT2组成的差动放大器进行音频信号的放大。

VT1、VT2构成差动输入级电压放大器，VT3是推动管，VT4和VT5为功放输出管的静态偏置二极管，VT6～VT9构成复合互补对称式OTL电路，是输出级电路。其中VT6和VT7为两只NPN型同极性复合管，等效成一只NPN型晶体管，VT8和VT9是PNP型和NPN型复合管，等效成一只PNP型晶体管。

通过对电路的分析，可以读出，输入信号U_i经过耦合电容C1加到VT1管的基极，经放大后从其集电极输出，直接耦合到VT3管的基极，放大后从其集电极输出。VT3管集电极输出的正半周信号经VT6和VT7放大，由C7耦合到SP1中，VT3管集电极输出的负半周信号经VT8和VT9放大，也由C7耦合到SP1中，在SP1上获得正、负半周一个完整的信号。

VT1和VT2构成单端输入、单端输出式差动电路，是一级电压放大器。VT1的基极偏置由R1提供，VT2的基极偏置由R7提供，R7的右端接输出端，其直流电压为1/2（+V）。

推动级VT3的基极电压取自VT1的集电极，这两极之间采用直接耦合方式。C5是VT3的高频电压并联负反馈式消振电容，它容量较小，对音频信号而言呈开路，对于高频信号容抗很小，而具有大的负反馈作用，以抑制放大器可能出现的高频自激。