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放大器是大多數(shù)實用音頻信號鏈中的重要組件，通常需要電力才能正常運行。它們用于驅(qū)動揚聲器和耳機、將麥克風(fēng)和樂器信號增強到可用水平，包括許多其他原因。

為什么音頻放大器和前置放大器需要電源？無論是固態(tài)、電子管還是數(shù)字音頻放大器，都旨在增加輸入音頻信號的幅度（電壓、電流或功率）。由于無法產(chǎn)生能量，因此放大器需要電源來增加所述幅度。

它們需要外部電源來為輸入音頻信號提供增益并應(yīng)用增益，以在輸出端增強它們。換句話說，音頻放大器需要功率來放大。

大多數(shù)放大器的電源都內(nèi)置在放大器本身中。如果放大器內(nèi)置于較大的設(shè)備（混音器、音頻接口、有源揚聲器等）中，則電源通常也內(nèi)置于較大的設(shè)備中。它有效地從電源獲取交流電，并將其轉(zhuǎn)換為可用電壓來運行設(shè)備。

同樣，放大器需要功率以某種方式放大輸入信號并將其在輸出處變成更強的版本。我們將在以下部分中介紹發(fā)生這種情況的具體方式。

功率放大器電源通常被認(rèn)為與功率放大器本身是分開的。然而，對于功率放大器來說，更好的方法是作為電源的擴展，而不是相反。

功率放大器的閥門有效地控制電源能夠提供的電流。它們使用較小的輸入信號來實現(xiàn)這一點，并有效地導(dǎo)致較大的潛在電源電流模仿較高信號電平的輸入波形。

電子管放大器

顧名思義，電子管放大器在其放大器電路中使用真空管。真空管放大器最基本的形式是三極管。三極管的工作原理是什么，以及它為什么需要電源呢？

真空管

我們來看一下三極管的簡化圖：

這 3 個電極稱為：

A：陽極（極板）——帶正電

K：陰極——帶負(fù)電

G：網(wǎng)格

H：加熱器（不是電極）

電子管放大器的電源通過電子管加熱器發(fā)送電流，使電子管達(dá)到工作溫度。它還向陽極施加正電荷，向陰極施加負(fù)電荷，從而有效地在管子的這兩個電極之間施加大電壓。當(dāng)管子被加熱時，熱電子發(fā)射導(dǎo)致陰極釋放電子。然后這些電子通過真空流向帶正電的陽極板。

電子管放大器的有效輸入信號連接到柵極，即第三電極。柵極充當(dāng)能夠調(diào)節(jié)陰極和陽極之間電流的閥門。通過將輸入信號的電壓施加到柵極，低電平輸入信號控制柵極，從而控制流經(jīng)陰極和陽極的大電流以及陰極和陽極之間的電壓。

這實際上就是電子管放大器的工作原理。電源產(chǎn)生相當(dāng)大的電流，而相對較小的輸入音頻信號控制較大的信號。正如預(yù)期的那樣，結(jié)果是放大。

固態(tài)放大器

顧名思義，固態(tài)放大器在其放大器電路中使用固態(tài)電子器件，其中的有源放大元件是晶體管。我們了解一下晶體管的工作原理以及它為什么需要電源才能工作。

晶體管可以被有效地認(rèn)為是真空管的固態(tài)版本。事實上，在所有涉及成本、尺寸和制造簡易性的電子產(chǎn)品中，晶體管已在很大程度上取代了電子管。

大多數(shù)固態(tài)放大器中使用的晶體管是雙極結(jié)型晶體管 (BJT)。它們看起來像這樣：

看一下兩種類型雙極結(jié)型晶體管的原理圖符號：

雙極結(jié)型晶體管（NPN 和 PNP）

BJT 的 3 個端子是：

B：底座

C：收藏家

E：發(fā)射器

BJT 放大器的工作原理如下：基極端子上的小電流能夠控制其他兩個端子之間大得多的電流。為了起到放大器的作用，必須在集電極-發(fā)射極之間施加電勢。然后，基極電流充當(dāng)閥門來控制較大電流。

固態(tài)功率放大器輸出級具有兩個 BJT（一個 NPN 和一個 PNP）。每個 BJT 通過自己的電源軌供電。NPN 具有 +V 電源軌，將電流從集電極發(fā)送到發(fā)射極。PNP 具有 –V 電源軌，將電流從發(fā)射極發(fā)送到集電極。

這可以從下圖所示的固態(tài)放大器的簡化示意圖中看出：