放大器的功能是什么(什么是放大器它有什么特性)

和电容、电阻、三极管相比,放大器和这些电子元器件有着本质的区别,因为电容、电阻、三极管这些都是独立的元器件,比如说电容本质上就是两块金属板,中间夹杂了一些绝缘物质,它的结构很简单;而放大器就不一样了,它是集成电路,也就是IC(integrated circuit-集成的电路),说白了就是芯片,虽然放大器的内部结构简单,但它也是芯片,一般是由几个的电容、电阻、三极管组成的集合,只不过放大器的芯片特征不够明显,很多小伙伴错把放大器和电容、电阻、归到一类,希望大家不要混淆。下图为LM358放大器的内部缩略图。

放大器的功能是什么(什么是放大器它有什么特性)(1)


如上图所示三角状的就是放大器的电路符号,有心的同学可能就要问了为什么有两个放大器呢?这是因为LM358P是双运放,也就是内部有两个放大器。每一个三角状的内部便是放大器的真正组成部分,如下图所示,也就是LM358P内部至少集成了双倍下图所示的电子器件。由原理图可以知道,放大器应用的是三极管的放大的特性,如果没有放大器,我们的电路板上将会多出几十甚至几百个元器件,那种景象真是不敢想象。

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封装

所谓封装就是电子器件的外壳,下图为放大器常用的封装,有的小伙伴可能就要问了,放大器的空间如此狭小,体积比不过一个电解电容,他是如何把几十个电阻、电容等放到这个小壳子里面的?这就需要光刻机了,光刻机会把这些电阻通过光刻等一系列物理、化学变化把需要的器件刻在一个小小的硅片上,刻好之后,装上外壳(封装)就是我们现在所见到的放大器的样子了。

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引脚定义

放大器应该算是最简单的集成电路了,它的引脚一般也只有8个,还有就是芯片上有一个小椭圆的标志,这个标志是指出了1脚的位置,在小椭圆的左边是芯片的1脚,它的引脚顺序为逆时针递增。有必要说明一下,双运放共用电源,下表为各个引脚的定义:

1:放大器1输出端

2:放大器1反向输入端

3:放大器1同向输入端

4:电源负极

5:放大器2同向输入端

6:放大器2反向输入端

7:放大器2输出引脚

8:电源正极

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应用

关于放大器的原理笔者不想再提,如果想要了解的可以去学习《模拟电子技术》里面的三极管-放大部分,如公E极放大器、共C极放大器、共B极放大器、功率放大器,这些原理如果真要地毯式的说下去,可能十篇文章都说不清三分之一,如果不是专业人士,这些不需要掌握,因为更多的场合有运算放大器就够了,某些大厂商把这些三极管放大的功能整合到了放大器里面,我们只需要会应用就够了,就拿我来说吧,虽然掌握了放大器的内部原理,但是在做产品的时候,从没有用独立元器件做过信号的放大功能,第一个原因是元器件太多,算起来有的比现成的放大器花费还要多;再一个重要的原因是自己搭建的放大器不够稳定,掌握放大器的原理对提升自己的内功是有帮助的,但是没必要自己搭建。

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实例

下面教给大家怎么应用放大器进行信号的放大,在运算放大器中有一个重要的概念叫做放大器的增益,所谓增益就是放大器对信号放大的倍数,放大器增益的计算公式为

A=1 (R2/R1) 对应下图所示的电路

我们就以下图所示,做一道最简单的计算题,假如此时Vin=1V,求Vout?

答:Vout=Vin✖️A(增益)=1✖️(1 4K/1K)=5V

为了能让大家更好的对放大器有一个概念,这道题或许太简单,不实用,因为放大器多放大交流信号,放大直流信号的情况很少见,但不管放大什么信号,它的计算方法都是一样的,比如此时输入端Vin=sin(x),则输出端Vout=5sin(x),无论是直流、正弦、脉冲信号,放大器都可以正常放到,但是要注意放大之后的信号一定不能大于VCC。

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应用场合

放大器的应用场合实在是太多了,实在是一言难尽啊,最常见的就是扬声器,比如电脑上插的扬声器使用的是耳机口,要知道这个信号才几毫安,如果不对信号放大,放出的声音恐怕比蚊子的叫声还要小吧,除此之外,我们手机里面的话筒也使用到了放大器,在医疗上放大器更是有不少的运用,比如说心电图,我们人体的肌电信号还不到几毫伏,如果不进行放大的话,他甚至比空气中的噪声信号都要小。

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