【科普帖】放大器工作原理( 二 )

在大多数放大器中 , 这种负载对原始音频信号来说太多了 。
由于这个原因 , 该信号首先由一个升压前置放大器 , 它发送一个更强的输出信号提供给功率放大器 。

【科普帖】放大器工作原理


前置放大器的工作方式与放大器相同:输入电路对电源产生的输出电路施加不同的电阻 。
一些放大器系统使用多个前置放大器逐渐建立高压输出信号 。
那么放大器是如何做到的呢?
放大器需要这种精心设置 , 以确保正确和准确地表示音频信号的每个部分 。
高保真输出需要非常精确的控制 。
放大器中的所有部件都很重要 , 在放大器内部 , 有大量的电子元件 。 只有少数元素对放大器的功能至关重要 , 中心部分是大晶体管 , 晶体管产生大量热量 , 这些热量由散热器消散 。
【科普帖】放大器工作原理


电子元件大多数放大器核心部件是晶体管 。 晶体管中的主要元素是半导体 , 具有不同传导电流能力的材料 。
通常 , 半导体由诸如硅的不良导体制成 , 其具有添加到其中的杂质(另一种材料的原子) 。 添加杂质的过程称为掺杂 。
在纯硅中 , 所有的硅原子都与它们的邻居完美结合 , 没有留下自由电子来传导电流 。 在掺杂的硅中 , 额外的原子会改变平衡 , 要么添加自由电子 , 要么在电子可以存在的地方产生空穴 。 当电子从一个孔移动到另一个孔时 , 电荷移动 , 因此这些添加中的任何一个将使材料更具导电性 。
N型半导体的特征在于额外的电子(具有负电荷) 。 P型半导体具有大量额外的空穴(具有正电荷) 。
来看一个围绕基本双极结晶体管构建的放大器 。 这种晶体管由三个半导体层组成 - 在这种情况下 , 夹在两个n型半导体之间的p 型半导体 。 这种结构最好用条形表示 , 如下图所示(现代晶体管的实际设计略有不同) 。
n型层称为发射极 , p型层称为基极 , 第二个n型层称为集电极 。 所述输出电路(即驱动扬声器的电路)连接到在晶第一个体管的发射极和集电极的电极 。 输入电路连接到发射极和基极 。
n型层中的自由电子自然希望填充p型层中的空穴 。 有比空穴更多的自由电子 , 因此空穴填充得非常快 。 这在n型材料和p型材料之间的边界处产生耗尽区 。 在耗尽区中 , 半导体材料返回到其原始的绝缘状态 - 所有的孔都被填充 , 因此没有自由电子或空间用于电子 , 并且电荷不能流动 。 当耗尽区很厚时 , 即使两个电极之间存在强电压差 , 也很少有电荷从发射极移动到集电极 。
我们可以采取哪些措施来改变这种情况 。
提升电压
当耗尽区很厚时 , 可以提高基极上的电压 。 该电极的电压直接受输入电流控制 。 当输入电流流动时 , 基极具有相对正电荷 , 因此它从发射极向其吸收电子 。 这释放了一些孔 , 缩小了耗尽区 。 随着耗尽区减小 , 电荷可以更容易地从发射极移动到集电极 - 晶体管变得更具导电性 。 耗尽区的尺寸以及晶体管的导电率由基极电压决定 。 以这种方式 , 基极处的波动输入电流改变了集电极处的电流输出 。 此输出驱动扬声器 。

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