1、单端式直流放大器

(1)单端式直流放大器的两个重点共同特点 当几级直流放大直接耦合时，静态工作点互相有影响，要保证正常工作在放大区，必须解决好各级间直流配置问题，即在放大电路中加入电平配置元件，但也不要使信号损失太大，其三就是直接耦合放大器，即使将输入端短路，输出端电压也会出现随机起伏现象，称之零点漂移。并且，级数越多，放大倍数越大，零点漂移现象也就越严重。

(2)几种常用的电平配置电路 单端式直流放大器需要正角设置级间直流电平。图5.2-13A电路是利用电阻RO2垫高第二级发射极电位，提高V1的集电极电位，使两管都工作在放大区;图5.2-13B电路是同类型晶体管的直接耦合放大器，通过适当地设置RO1、RO2实现前后级直流电平的配置;图5.2-13C电路是利用V4及V5二极管作电平配置，如果前级输出电压和后级输入法电压相差较大时，可利用硅稳压管的稳定电压来代替硅二极管的作用，V4起保护作用;图5.2-13D是PNP-NPN管直接耦合放大器，利用PNP、NPN两种管型的互补特性，这种连接方式能够很方便地前后两级都能得到满意工作点，V1的输出电路是V3的输入电流，较好地实现级间电平配置，而且信号不受衰减。

(3)零点漂移

1)单管放大器零点漂移的估算 为了找到抑制零点漂移有效方法，必须了解产生原因。晶体管是对温度变化十分敏感的器件，温度变化时，引起晶体管参数变化，使输出电压产生漂移，由温度引起的漂移称温漂。下面给出温度变化时，引起单管放大器的输入总漂移电压，输出漂移电压的定量关系式，图5.2-14是计算单管温漂电路。

输入总漂移电压为以下三部分之和

放大器的温度漂移由三项组成，由于硅管的反向和电流比锗管小得多，最后一项可以忽略，因此直流放大器毫不例外地采用硅管。

2)减小输出零点漂移的办法 在直流放大器中可以采用温度敏感元件，如二极管、稳压管、热每电阻等，对晶体三极管的温度漂移进行补偿，但由于这些温度敏感元件的温度特性与晶体三极管的温度特性总不能完全一致，而且结漏也很难做到一样，因此，补偿的温度范围是很有限的;另才，人们发现利用一只温度特性基本相同的晶体三极管来抵消另一只晶体三极管的温度漂移，能够得到比较理想的补偿，这是差分放大。

2、差分放大器

(1)抑制零点漂移原理

图5.2-15示出典型的差分放大电路。其电路结构特点是高度的对称性，这是抑制零点漂移重要条件之一;同时电路中设置了射极公共电阻RO，这个电阻对零点漂移有很强的负反馈作用。

国为电路的对称性IC1Q=IC2Q，IC1Q=IC2Q=ICQ2故流过射极电阻RW的静态电流为两管电流之和，限等于单管电流的两倍：IRO=2IOQ。当温度或电源电压变化时，电流随之变化，产生了温度漂移，因此发生如下过程。

由以上过程可见，RO的负反馈作用，使温度变化时，集电极电流几乎保持稳定，从而使单端输出时的漂移得到抑制。RO越大，负反馈越强，抑制漂移的能力也就越强。国为流过RO的两管信号电流是等值反向的，所以RO对信号不起负反馈作用，故RO的数值可以取得很大(一般为几千欧~几百千欧)，对漂移抑制作用很强。

以上分析指出，差分电路中的负反馈已把单端输出漂移减小很多，再加之电路的对称性，使两端已经降低得很小的漂移电压进一步抵消了，国些总的输出漂移电压就更小了。

(2)差分放大器各种典型电路及性能指标计算

表5.2-11示出差分放大器各种典型电路及它们的性能指标计算公式。

(3)差分放大器的失调与温度漂移

1)差分放大器的失调 差分电路一般要求当输入为零时，输出也要为零，但由于器件及其他电路参数不可能做到完全对称，所以做不到“零输入”时“零输出”通宵零输入时输出不为零的现象为差分放大器的“失调”

失调的根本原因在于电路的不对称性，暂且忽略电阻RO的不对称性，国为电阻选配得对称还是容易做到，所以往往分析导致失调的主要原因是晶体管参数的不对称性。

1)失调电压定义，在忽略电阻RO不对称条件下，称差分电路两管UBA之差为失调电压，并用UO2表示。

UO2=UBA1-UBA2

2)失调电流定义，如果两管的B有差异，则同样的IB将会引起失调，即两管的IO不同;反之若把IC调到相同，但由于B不相同，则要求两管输入电流IB不相同，通常把这种IB的不对称;称之失调电流，并用IOA表示。

以上分析表明，失调主要是UO2、LOA影响电流LC的不对称性引起的，使“零输入”时不能做到“零输出”。因此，在差分电路中必须附加“调零元件”，人为地保证“零输入”时做到“零输出”。图5.2-16示出几种常用调零电路。

各调零电路图A、B、C分别是调集电极电阻、调发射极反馈电阻、调发射极直流电阻的办法来补偿管子参数不对称而引起的失调。

(2)差分放大器的温度漂移 失调产生的零偏现象是随温度变化而变化的，而失调的温漂又是随机的，一般是很难消除。在实际应用中，失调的温漂必须在整个温度范围内都小于精度要求。失调的温漂包括以下两个部分

由以上分析可知，要减小差分管的失调电压和失调电流，必须精选管子和电路参数。

放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。

读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。

下面我们介绍几种常见的放大电路：

低频电压放大器

低频电压放大器是指工作频率在 20 赫～ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。

( 1 )共发射极放大电路

图 1 ( a )是共发射极放大电路。 C1 是输入电容， C2 是输出电容，三极管 VT 就是起放大作用的器件， RB 是基极偏置电阻 ，RC 是集电极负载电阻。 1 、 3 端是输入， 2 、 3 端是输出。 3 端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。静态时的直流通路见图 1 ( b )，动态时交流通路见图 1 ( c )。电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。

( 2 )分压式偏置共发射极放大电路

图 2 比图 1 多用 3 个元件。基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的，所以称为分压偏置。发射极中增加电阻 RE 和电容 CE ， CE 称交流旁路电容，对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端，作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的，就是负反馈。图中基极真正的输入电压是 RB2 上电压和 RE 上电压的差值，所以是负反馈。由于采取了上面两个措施，使电路工作稳定性能提高，是应用最广的放大电路。

( 3 )射极输出器

图 3 ( a )是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图 3 ( b )是它的交流通路图，可以看到它是共集电极放大电路。

这个图中，晶体管真正的输入是 V i 和 V o 的差值，所以这是一个交流负反馈很深的电路。由于很深的负反馈，这个电路的特点是：电压放大倍数小于 1 而接近 1 ，输出电压和输入电压同相，输入阻抗高输出阻抗低，失真小，频带宽，工作稳定。它经常被用作放大器的输入级、输出级或作阻抗匹配之用。

( 4 )低频放大器的耦合

一个放大器通常有好几级，级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合方式有三种： ①RC 耦合，见图 4 ( a )。优点是简单、成本低。但性能不是最佳。 ② 变压器耦合，见图 4 ( b )。优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高，但变压器制作比较麻烦。 ③ 直接耦合，见图 4 ( c )。优点是频带宽，可作直流放大器使用，但前后级工作有牵制，稳定性差，设计制作较麻烦。

功率放大器

能把输入信号放大并向负载提供足够大的功率的放大器叫功率放大器。例如收音机的末级放大器就是功率放大器。

( 1 )甲类单管功率放大器

图 5 是单管功率放大器， C1 是输入电容， T 是输出变压器。它的集电极负载电阻 Ri′ 是将负载电阻 R L 通过变压器匝数比折算过来的：

RC′= ( N1 N2 ) 2 RL=N 2 RL

负载电阻是低阻抗的扬声器，用变压器可以起阻抗变换作用，使负载得到较大的功率。

这个电路不管有没有输入信号，晶体管始终处于导通状

，静态电流比较大，困此集电极损耗较大，效率不高，大约只有 35 %。这种工作状态被称为甲类工作状态。这种电路一般用在功率不太大的场合，它的输入方式可以是变压器耦合也可以是 RC 耦合。

( 2 )乙类推挽功率放大器

图 6 是常用的乙类推挽功率放大电路。它由两个特性相同的晶体管组成对称电路，在没有输入信号时，每个管子都处于截止状态，静态电流几乎是零，只有在有信号输入时管子才导通，这种状态称为乙类工作状态。当输入信号是正弦波时，正半周时 VT1 导通 VT2 截止，负半周时 VT2 导通 VT1 截止。两个管子交替出现的电流在输出变压器中合成，使负载上得到纯正的正弦波。这种两管交替工作的形式叫做推挽电路。

乙类推挽放大器的输出功率较大，失真也小，效率也较高，一般可达 60 %。

( 3 ) OTL 功率放大器

目前广泛应用的无变压器乙类推挽放大器，简称 OTL 电路，是一种性能很好的功率放大器。为了

易于说明，先介绍一个有输入变压器没有输出变压器的 OTL 电路，如图 7 。

这个电路使用两个特性相同的晶体管，两组偏置电阻和发射极电阻的阻值也相同。在静态时， VT1 、 VT2 流过的电流很小，电容 C 上充有对地为 1 2 E c 的直流电压。在有输入信号时，正半周时 VT1 导通， VT2 截止，集电极电流 i c1 方向如图所示，负载 RL 上得到放大了的正半周输出信号。负半周时 VT1 截止， VT2 导通，集电极电流 i c2 的方向如图所示， RL 上得到放大了的负半周输出信号。这个电路的关键元件是电容器 C ，它上面的电压就相当于 VT2 的供电电压。

以这个电路为基础，还有用三极管倒相的不用输入变压器的真正 OTL 电路，用 PNP 管和 NPN 管组成的互补对称式 OTL 电路，以及最新的桥接推挽功率放大器，简称 BTL 电路等等。

直流放大器

能够放大直流信号或变化很缓慢的信号的电路称为直流放大电路或直流放大器。测量和控制方面常用到这种放大器。

( 1 )双管直耦放大器

直流放大器不能用 RC 耦合或变压器耦合，只能用直接耦合方式。图 8 是一个两级直耦放大器。直耦方式会带来前后级工作点的相互牵制，电路中在 VT2 的发射极加电阻 R E 以提高后级发射极电位来解决前后级的牵制。直流放大器的另一个更重要的问题是零点漂移。所谓零点漂移是指放大器在没有输入信号时，由于工作点不稳定引起静态电位缓慢地变化，这种变化被逐级放大，使输出端产生虚假信号。放大器级数越多，零点漂移越严重。所以这种双管直耦放大器只能用于要求不高的场合。

( 2 )差分放大器

解决零点漂移的办法是采用差分放大器，图 9 是应用较广的射极耦合差分放大器。它使用双电源，其中 VT1 和 VT2 的特性相同，两组电阻数值也相同， R E 有负反馈作用。实际上这是一个桥形电路，两个 R C 和两个管子是四个桥臂，输出电压 V 0 从电桥的对角线上取出。没有输入信号时，因为 RC1=RC2 和两管特性相同，所以电桥是平衡的，输出是零。由于是接成桥形，零点漂移也很小。

差分放大器有良好的稳定性，因此得到广泛的应用。

集成运算放大器

集成运算放大器是一种把多级直流放大器做在一个集成片上，只要在外部接少量元件就能完成各种功能的器件。因为它早期是用在模拟计算机中做加法器、乘法器用的，所以叫做运算放大器。它有十多个引脚，一般都用有 3 个端子的三角形符号表示，如图 10 。它有两个输入端、 1 个输出端，上面那个输入端叫做反相输入端，用“ — ”作标记;下面的叫同相输入端，用“+”作标记。

集成运算放大器可以完成加、减、乘、除、微分、积分等多种模拟运算，也可以接成交流或直流放大器应用。在作放大器应用时有：

( 1 )带调零的同相输出放大电路

图 11 是带调零端的同相输出运放电路。引脚 1 、 11 、 12 是调零端，调整 RP 可使输出端( 8 )在静态时输出电压为零。 9 、 6 两脚分别接正、负电源。输入信号接到同相输入端( 5 )，因此输出信号和输入信号同相。放大器负反馈经反馈电阻 R2 接到反相输入端( 4 )。同相输入接法的电压放大倍数总是大于 1 的。

( 2 )反相输出运放电路

也可以使输入信号从反相输入端接入，如图 12 。如对电路要求不高，可以不用调零，这时可以把 3 个调零端短路。

输入信号从耦合电容 C1 经 R1 接入反相输入端，而同相输入端通过电阻 R3 接地。反相输入接法的电压放大倍数可以大于 1 、等于 1 或小于 1 。

( 3 )同相输出高输入阻抗运放电路

图 13 中没有接入 R1 ，相当于 R1 阻值无穷大，这时电路的电压放大倍数等于 1 ，输入阻抗可达几百千欧。

放大电路读图要点和举例

放大电路是电子电路中变化较多和较复杂的电路。在拿到一张放大电路图时，首先要把它逐级分解开，然后一级一级分析弄懂它的原理，最后再全面综合。读图时要注意： ① 在逐级分析时要区分开主要元器件和辅助元器件。放大器中使用的辅助元器件很多，如偏置电路中的温度补偿元件，稳压稳流元器件，防止自激振荡的防振元件、去耦元件，保护电路中的保护元件等。 ② 在分析中最主要和困难的是反馈的分析，要能找出反馈通路，判断反馈的极性和类型，特别是多级放大器，往往以后级将负反馈加到前级，因此更要细致分析。 ③ 一般低频放大器常用 RC 耦合方式;高频放大器则常常是和 LC 调谐电路有关的，或是用单调谐或是用双调谐电路，而且电路里使用的电容器容量一般也比较小。 ④ 注意晶体管和电源的极性，放大器中常常使用双电源，这是放大电路的特殊性。

例 1 助听器电路

图 14 是一个助听器电路，实际上是一个 4 级低频放大器。 VT1 、 VT2 之间和 VT3 、 VT4 之间采用直接耦合方式， VT2 和 VT3 之间则用 RC 耦合。为了改善音质， VT1 和 VT3 的本级有并联电压负反馈( R2 和 R7 )。由于使用高阻抗的耳机，所以可以把耳机直接接在 VT4 的集电极回路内。 R6 、 C2 是去耦电路， C6 是电源滤波电容。