干货｜三极管放大电路的性能指标

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2021年5月28日 11:28

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在电子电路系统中，放大电路（器）的种类非常多，可分为低频放大器、高频放大器、射频放大器；有甲类放大器、乙类放大器等等。

无线通信设备的射频部分就包含低噪声放大器、i中频放大器、缓冲放大器、驱动放大器、功率放大器等。放大电路如图1所示。

干货｜三极管放大电路的性能指标的图1

图1

从理论上讲，在设计不同的放大器时的要求与考虑有很大的不同，但它们的本质特点是一样的一一是能量的控制和转换，都是对信号进行功率放大。

只有使放大电路中的三极管工作在放大区，才能使三极管放大电路的输出与输入保持线性关系，即电路不产生失真。

不失真的放大才有意义。对于三极管放大电路，通常用放大倍数、通频带、输入输出电阻、线性度、输出功率与效率等来衡量。

放大倍数是衡量三极管放大电路的重要指标。放大倍数的值是电路的输出量与输入量之比。

干货｜三极管放大电路的性能指标的图2

图2

字母上加小圆点表示相量，即有幅值与相位值。但也有一些资料中没有加小圆点来标识相量。

由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号频率较低或较高时，电路放大倍数的数值会下降并产生信号相移。

这意味着同一个放大电路对不同频率信号的放大能力不同。在通常情况下，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。

但人们总是希望放大电路对特定频率范围的信号有近似相等的放大能力，如电视机的高放电路、手机的接收低噪声放大电路。

带宽被用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。

放大器的带宽是指的是放大器的通频带，即放大器电路可以保持稳定工作的频率范围。这里的通频带概念其实是与滤波器一节的通频带概念相通的。

它等于一个器件或电路正常工作的最高频率与最低频率的差值。所以，需要两个频率值来定义带宽。

图3所示为一个放大器幅频特性示意图，其中的Am是放大器的最大放大倍数，通常被称为中频放大倍数。

干货｜三极管放大电路的性能指标的图3

图3

对于放大电路来说，在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率被称为放大电路的最大输出功率。

放大器消耗的直流功率是工作电压与工作电流的乘积。

转换效率是衡量放大器（特别是功率放大器）极为重要的指标。放大器将电源的直流功率转化成交流信号功率输出，只有一部分直流功率被转化成为有用的信号功率并为负载所获得，另一部分被放大器本身以及电路中的寄生元件所消耗。

放大器的效率有下面两种定义方法。

一般而言，总是希望放大电路的输入电阻大、输出电阻小。但若希望放大电路获得较大的输入电流，输入电阻应适当小些；

若希望给负载提供较大的电流，输出电阻就应适当大些。因此，放大电路输入电阻与输出电阻的大小应根据实际需要而设计。

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