三极管、场效应管、运算放大器基本放大电路的结构特点与电路分析
基本放大电路是放大电压或电流的电路。
基本放大电路的结构特点
根据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，大体可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
晶体管最基本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作用。
下图是晶体管放大电路的功能示意图。
在对晶体管放大电路进行识读前，应首先了解电路的结构组成。
下图是典型的晶体管放大电路。
由上图可知，晶体管放大电路主要是由晶体管、电阻器和电容器等组成。
晶体管是一种电流放大器件，当输入信号加至晶体管基极时，基极电流随之变化，进而使集电极电流产生相应变化。由于晶体管本身具有放大倍数，根据电流的放大关系，是经过晶体管后的信号放大了一定倍数，输出信号经耦合电容阻止直流后输出，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器件，它具有输入阻抗高，噪声低的特点。
场效应管的三个电极分别是栅极、源极、漏极，分别相当于晶体管的基极、发射极、集电极。由其构成的放大电路可分为三种：共源、共漏和共栅极放大器。
场效应管三种组态电路见下图。
图a)是共源放大器，相当于三极管中的共射极放大器，是一种最常见电路。
图b)是共漏放大器，相当于三极管共集电极放大器i，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c)是共栅放大器，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下图。
.在场效应管的漏极和源极之间加上一定电压，并串接一个电阻，那么改变或调整Ugs，就可改变Id的大小，进而改变输出电压，实现电压放大。
3、运算放大器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。
运算放大器的基本构成见下图
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。运算放大器有两个输入端，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下图。
MC1403为基准电压产生电路，其2脚输出经电阻和电位器等元件分压后加到运算放大器的同相输入端，热敏电阻饥饿在运算放大器的负反馈环路中。环境温度发生变化，热敏电阻的阻值随之发生变化，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。
基本放大电路的分析实例
1、宽频带放大电路的分析实例
典型宽频带放大电路见下图，该电路是一种典型的共射极放大电路。
该电路是一种1-250MHz宽频带放大器电路。该电路采用两级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，其中VT1，VT2，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。
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，有三极管放大后经其集电极输出，并经电容C5耦合后送往三极管VT2的基极进行放大，经集电极输出，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口J2。
2、超小型收音机电路的分析实例
见下图，它采用两只晶体管，其中的场效应管放大电路采用了固定式偏置方式。
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以及周围元器件组成。场效应管VT用来进行高频信号的放大。
由外接天线接收信号，经C1进入LC振荡电路。LC振荡电路由磁棒线圈和电容组成，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，加到场效应管山脊上，使场效应管VT的漏极电流相应变化，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，输出较纯净的音频信号到耳机。
3、电容耦合多级放大器电路的分析实例
典型的电容耦合多级放大器电路见下图。
该电路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，可获得较高的放大倍数。信号经过电容器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，但是交流信号能够通过耦合电容送入下一级电路。
4、小型录音机音频信号放大器的分析实例
见下图，该电路是一个由多级放大器和负反馈放大电路组成。可将话筒输入的音频信号放大，然后送入录音头，用来保存声音信号。
该电路主要由话筒、电位器、晶体管放大器以及周围的分压电阻器，耦合电容器，反馈回路中的电容器等组成。其中VT1，VT2，VT3组成多级放大器。
话筒信号经电位器RP1调整后加到晶体管VT1，R4接在VT1的发射极作为电流负反馈电阻稳定直流工作点，C3为去耦电容使VT1交流增益提高。音频信号经三级放大后加到变压器T1的初级线圈。VT3的集电极输出经R18，C16反馈到VT1的基极，用以改善放大器的频率特性。该放大器的输出采用变压的方式可以补偿高频信号。
5、OTL音频功率放大器电路的分析实例
见下图。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，等效成一个NPN型晶体管，VT8和VT9是PNP和NPN复合管。等效成一只PNP型晶体管。
输入信号经过耦合电容C1加到VT1的基极，经放大后从集电极输出，直接耦合到VT3的基极，放大后从集电极输出。VT3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，由C7耦合到SP1中，在SP1上获得正、负半轴一个完整的信号。
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基极偏置由R1提供，VT2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）。
推动极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，它容量小，对音频信号而言呈开路，对高频信号容抗很小，具有大的负反馈作用，以抑制放大器可能出现的高频自激。
纯甲类功率放大器的的制作(二)
本功放的喇叭保护部分的原理比较简单。负反馈网络的选取视各人喜好而定。如图所示。
可参考图中的种电路的任一种。我们在制作时选择了图中的第5种方式。这种反馈方式为无源中点伺服，小环路反馈式。反馈信号由电压放大级经两只3 kΩ电阻输出，由10k、1k电阻分压，2．2uf电容耦合至输入差分级的反相输入端形成负反馈环路。并联在 10k电阻上的15P电容为超前补偿电容。可防止高频相移引发的自激。由功放输出端馈入反相输入端的1M电阻只起直流反馈作用，对中点电位进行伺服校正，使之始终保持稳定在0V左右。这种反馈方式的功放，能将喇叭的反向电动势对功放输入级的影响而产生互调失真减至最低限度，放音时声音层次分明，清丽脱俗，不拖泥带水。
下图为本功放印刷电路图板图。
选材与制作：
有了电路，还得选择优质的元件来组装。功放的音质才能有保证。正所谓“宝马配金鞍”吧！胡乱地东拼西凑，忽略了对元器件品质的要求，再优秀的线路相信也不一定能出靓声。本功放对各部分元器件的质量要求较高。所有电阻除注明功率外 ，均为 1／4W进口五环金属膜电阻。Q1、Q2、 Q3、 Q4采用东芝孪生对管K389、 J109、 C3381、 A1349尤佳，K389、J109的直流参数为VDS50V，IDS10MA、 PCM300MW，跨导 8~22ms，结电容10P；C3381 A1349的参数为 VCB 080V，Ic100mA，PCM400mW，fT170MHz 、 COB2. 6～3.6P。用其他类似的孪生对管也能胜任。改用小功率管如 K246、J103、C2240、A970等代用亦能正常工作， 但放音效果稍逊一筹。
D1、 D2采用功率为 1／2W的稳压二极管即 可。担任电压放大的Q5、Q6、Q7、Q8管宜选截止频率在140MHz以上的中小功率对管，如 A1145、C2705、B716、 D756、 B647、 D667、 B649、 D669等均可。 VR1、 VR2、VR3应选用高品质多圈精密可调电阻。 Q9、Q10用享誉发烧友中早有定论的 K213、 J76、 K214、J77、 K219、 J76。在这一级选用 MOS管，可减轻电压放大级的负担，增强推动后级功率管的能力，突出场效应管酷似“胆石”的风味，这是本功放所刻意追求的特色。如将 Q7、 G10的静态工作电流调至100mA以上时，则胆 味更浓。此时R19应换成12Ω／2W的电阻。若将Q9、Q10以C2275、A985之类的双极型中功率管来代替，上述特色将荡然无存，石机的缺憾暴露无遗，音色如何不言而喻。Q11~Q16首选音柔和温暖的东芝大功率对管 C5200、A1 943，要求其 VCB0≥180V，IC≥15A，PCM≥120W，fT≥300MHz，同类的三肯对管如C2921、A1215等也可运用，其音质各有特色，其中的选管可由制作者所好而定。
R26~ R31采用无感功率电阻。L1为自制电感，用直径lmm 漆包线在铅笔上绕10匝左右脱胎而成，顺反绕均可。保护部分的可控硅选1A的单向硅即可，继电器为JQX－ 13 F型单双触点继电器，触点电流大于10A。
电源部分提供±50V电压的整流二极管采用电流大于 6A以上，耐压应大于5 00V的快恢复二极管。滤波电解为50V以上10000Uf的高速电解。C21、C22、C3、C4、C5、C6均选 WIMA的 MKP－4电容。然而，一部分优秀的功放，能量的供应尤为重要，特别是纯甲类功放。仅靠两只高速电解的充放电作用是远远不够的。一些名机在电源部分的投资占到整个功放的二分之一以上。甚至单独设计，用一只独立的机箱安装，其造价大大超出功放本身的价位，可谓大手之作。制作者在选配本机的电源变压器时千万别过于节省。本机电源变压器的容量应选择大于400W，能提供5A以上平均输出电流的环牛或R牛，最好每声道一只。若将R15、R16断开，为前部分的差分及电压放大级单独提供经过稳压的±65V电源，则功放的动态范围更大，层次更分明，高频更清澈。有兴趣的制作者值得一试。
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