基本放大電路是電子學中的一個核心概念，它涉及到將輸入信號放大到更高功率級別的過程。放大電路可以是模擬的，也可以是數字的，但在這里，我們將專注于模擬放大電路，特別是雙極型晶體管（BJT）和金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）放大器，因為它們是最常見的放大器類型。

1. 放大電路的基本概念

放大電路的主要功能是將微弱的輸入信號放大到足以驅動負載（如揚聲器、電機等）的較大信號。放大器可以是單級或多級，單級放大器由一個放大元件（如晶體管）和相關電路組成，而多級放大器則由多個這樣的級聯組成，以實現更高的增益。

2. 雙極型晶體管（BJT）放大電路

2.1 BJT的結構和工作原理

雙極型晶體管由兩個PN結組成，分為NPN和PNP兩種類型。在NPN晶體管中，基極（B）是P型半導體，而發射極（E）和集電極（C）是N型半導體。PNP晶體管則相反，基極是N型，發射極和集電極是P型。

BJT的工作原理基于注入和復合原理。當基極-發射極結正向偏置時，電子從發射極注入到基極，然后被集電極吸引，形成集電極電流。基極電流很小，因為大部分注入的電子都流向了集電極。

2.2 BJT放大電路的類型

BJT放大電路主要有三種配置：共發射極（CE）、共基極（CB）和共集電極（CC）。每種配置都有其特定的應用和特點。

• 共發射極放大器 ：這是最常用的配置，因為它提供了最高的電流增益（β）。輸入信號應用于基極，輸出信號從集電極獲取。
• 共基極放大器 ：這種配置提供了最高的電壓增益（大約為1），但電流增益很低。輸入和輸出都連接到基極。
• 共集電極放大器 ：這種配置的電壓增益小于1，但提供了較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗。

2.3 BJT放大電路的偏置

為了使BJT放大器正常工作，必須正確偏置晶體管。這通常涉及使用分壓器為基極提供適當的直流電壓，以及使用電阻和/或穩壓二極管為集電極和發射極提供適當的偏置。

2.4 BJT放大電路的動態分析

在動態分析中，我們考慮放大器對交流（AC）信號的響應。這涉及到小信號模型，其中晶體管的動態電阻和跨導被用來確定放大器的增益、輸入阻抗和輸出阻抗。

3. 金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）放大電路

3.1 MOSFET的結構和工作原理

MOSFET由一個絕緣層（通常是二氧化硅）隔開的兩個金屬層組成，因此得名。它有三種類型：N溝道增強型、P溝道增強型、N溝道耗盡型和P溝道耗盡型。在N溝道增強型MOSFET中，源極（S）和漏極（D）是N型半導體，而襯底（B）是P型。當柵極（G）上的電壓高于閾值電壓時，會在源極和漏極之間形成一個導電通道。

3.2 MOSFET放大電路的類型

MOSFET放大電路也可以配置為共源、共柵和共漏。每種配置都有其特定的應用和特點。

• 共源放大器 ：這是最常用的配置，因為它提供了最高的跨導。輸入信號應用于柵極，輸出信號從漏極獲取。
• 共柵放大器 ：這種配置提供了最高的輸入阻抗，但輸出阻抗很高。輸入和輸出都連接到柵極。
• 共漏放大器 ：這種配置的電壓增益小于1，但提供了較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗。

3.3 MOSFET放大電路的偏置

MOSFET的偏置通常涉及使用分壓器為柵極提供適當的直流電壓，以及使用電阻為源極和漏極提供適當的偏置。

3.4 MOSFET放大電路的動態分析

MOSFET放大器的動態分析與BJT類似，但使用不同的小信號模型，其中晶體管的動態電阻和跨導被用來確定放大器的增益、輸入阻抗和輸出阻抗。