【模电】基本放大电路——放大的概念

  放大现象存在于各种场合，例如，利用放大镜放大微小物体，这是光学中的放大；利用杠杆原理用小力移动重物，这是力学中的放大，利用变压器将低电压变换为高电压，这是电学中的放大。研究它们的共同点，一是都将原物形状或大小的差异按一定比例放大了，二是放大后前后能量守恒，例如，杠杆原理中前后端做功相同，理想变压器的原、副边功率相同等。
  利用扩音机放大声音，是电子学中的放大，其原理框图如下所示；图中V为供电电源，"$\perp$"为电路的公共端。话筒(传感器)将微弱的声音转换成电信号，经放大电路放大成足够的电信号后，驱动扬声器(执行机构)，使其发出较原来强得多的声音。这种放大与上述放大的相同之处是放大的对象均为变化量(差异)，不同之处在于扬声器所获得的能量(或输出功率)远大于话筒输出的能量(或输入功率)。可见，放大电路放大的本质是能量的控制和转换；是在输入信号作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所获得的能量，使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。因此，电子电路放大的基本特征是功率放大，即负载上总是获得比输入信号大得多的电压或电流，有时兼而有之。能够控制能量的元件称为有源元件，因而在放大电路中必须存在有源元件，如晶体管和场效应管等。

  放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。晶体管和场效应管是放大电路的核心元件，只有它们工作在合适的区域(晶体管工作在放大区、场效应管工作在恒流区)，才能使输出量与输入量始终保持线性关系，即电路才不会产生失真。
  由于任何稳态信号都可分解为若干频率正弦信号(谐波)的叠加，所以放大电路常以正弦波作为测试信号。