一文詳解三極管放大器的原理

三極管的示意圖如圖B6.2所示。陰極和陽極之間的第三個(gè)電極由線柵組成，當(dāng)線柵上沒有電壓時(shí)，它幾乎不影響電子從陰極到陽極的運(yùn)動(dòng)。但是，柵極上很小的正電壓極大地促進(jìn)了電子的流動(dòng)。從陰極到陽極的電流顯著增加。施加到柵極的負(fù)電壓會(huì)阻止電子流動(dòng)，即電流減小。為什么這是放大器？為了解釋這一點(diǎn)，我們需要繪制圖B6.2（b）的電路。它由三個(gè)電池，一個(gè)三極管和一個(gè)電阻組成。

相關(guān)的實(shí)驗(yàn)是改變陰極和柵極之間的電壓，并測量陰極和陽極之間的電流，稱為陽極電流。該曲線稱為特性，如圖B6.2（c）所示。在足夠大的負(fù)電壓下，所有來自陰極的電子都被排斥。沒有一個(gè)到達(dá)陽極，因此沒有陽極電流。這一點(diǎn)標(biāo)記在

圖B6.1（a）施加到諧振電路的交流電壓。（b）電流與頻率的關(guān)系。它在諧振頻率f處具有最大值。

圖B6.2（a）三極管的示意圖。

（b）包含三極閥的放大電路。

（c）電路的陽極電流與電網(wǎng)電壓的關(guān)系曲線。

圖B6.2（a）三極管的示意圖。

（b）包含三極閥的放大電路。

（c）電路的陽極電流與電網(wǎng)電壓的關(guān)系曲線。

特性曲線為C。隨著陰極和柵極之間的電壓變負(fù)，陽極電流首先緩慢上升，然后急劇上升。

對(duì)于三極管的操作，可以選擇該特性上的特定點(diǎn)，該點(diǎn)由所示電池確定。在圖B6.2（c）中，此點(diǎn)為B。如果現(xiàn)在在陰極和柵極之間施加小的正弦輸入電壓，則將導(dǎo)致陽極電流發(fā)生較大變化。這種變化的陽極電流流經(jīng)電阻，并在電阻上產(chǎn)生很大的變化電壓。電阻兩端的電壓（輸出電壓）可能是電網(wǎng)電壓的10000倍。這就是所謂的放大。圖B6.2（b）電路中的三極管是一個(gè)放大器。

有可能生產(chǎn)出只會(huì)放大窄頻帶的放大器嗎？它是。為此，我們需要用諧振電路代替放大器中的電阻，這一次必須是電容器和電感器的并聯(lián)連接，如圖B6.3所示（那里有與電感器串聯(lián)的小電阻）因?yàn)榫€圈是用導(dǎo)線纏繞的，導(dǎo)線必須具有一定的電阻）。

圖B6.3用諧振電路代替陽極電路中的電阻，放大僅發(fā)生在諧振頻率附近。

圖B6.3用諧振電路代替陽極電路中的電阻，放大僅發(fā)生在諧振頻率附近。

震蕩器

通過將輸出的一部分反饋到輸入，可以將放大器變成振蕩器。其背后的理論非常復(fù)雜，但是可以通過舉一個(gè)簡單的例子來理解主要原理。讓我們假設(shè)我們有一個(gè)電壓放大器也放大了兩倍。如果該輸出的1％反饋到輸入，那么我們現(xiàn)在輸入的電壓為1V。但是1V會(huì)在輸出端放大到100V。如果該輸出的1％連續(xù)反饋到輸入，則此過程可以無限期進(jìn)行，即始終有一個(gè)輸出而無需輸入。那是一個(gè)振蕩器。這個(gè)振蕩器的頻率是多少？振蕩器如何知道以哪個(gè)頻率振蕩？如果放大器中有諧振電路，那么它也只會(huì)在諧振頻率處放大。因此，反饋所能產(chǎn)生的唯一頻率是該特定諧振頻率。

電子產(chǎn)品的誕生完全改變了通信的未來潛力。它提供了三個(gè)至關(guān)重要的組成部分：檢測器，放大器和振蕩器。有了這些組件，最終就可以從地球上的任何點(diǎn)到任何其他點(diǎn)進(jìn)行通信，無論是否使用電線。但是，當(dāng)然，電子產(chǎn)品的功能遠(yuǎn)不止這些。它的使用導(dǎo)致了所有行業(yè)中更好的測量和控制技術(shù)，進(jìn)而加速了科學(xué)的進(jìn)步。關(guān)于第二次工業(yè)革命始于物理學(xué)，工程學(xué)和數(shù)學(xué)之間的三重相互作用的說法，現(xiàn)在可以增加進(jìn)一步的說法，即其進(jìn)一步的進(jìn)步取決于電子的出現(xiàn)。沒有電子產(chǎn)品，第二次工業(yè)革命將停止。
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