当前的电路设计中，使用三极管进行放大的场合越来越少，原因是集成运放的各项参数和成本已经做到能够适应大部分的设计。这里我们拿模拟电路中，重要的三极管元件，与运放进行比较，也为后续的运放讨论做一个铺垫。
理想的放大系统具有什么特性？
具有系统需要的一定的放大倍数，可以设置一些参数来动态改变放大
倍数。
拿我们日常生活中最常见的通讯设备-手机来举例。你是否曾经想过，我们现在使用手机进行5G上网，底层的原理是什么。我们手机距离基站好几公里，为什么可以接收到基站的信号？这么微弱的信号我们是怎么接收到的？基带芯片可以帮我们完成上述功能，而基带芯片中必不可少的一个环节就是放大，下图红框的部分就是一个LNA，叫做Low noise amplifier，低噪声放大器，用于将天线接收到的微弱信号放大，供手机识别基站传输给我们的信息。而我们手机天线接收到的原始信号可能只有uV级别，因此我们需要整体的放大系统具有较高的放大能力，比如20dB。如果一个放大系统只能提供2倍的放大倍数，大概率是无法满足一些微弱信号放大的需求了，因此，理想的放大系统一定要有较高的放大倍数。
放大倍数稳定，不随时间变化
这里我们拿欣赏音乐来举例，当我们听歌的时候，肯定不希望声音一会大，一会小。因此我们理想的放大系统，对于信号的放大，我们期望在一段相当长的时间内，其放大的倍数都能够保持不变。用过老式收音机的人可能有这种感觉，新买来的机器声音很干净，也很稳定，但是用了几年以后，收音机开始出现噪声变大，声音时高时低的问题，这就是放大系统出现了放大倍数随时间变化的问题。
不用考虑输入级的阻抗以及输出级的阻抗
考虑放大系统的时候，必定有信号源接入以及负载的输出。不同的信号源以及负载有不同的阻抗，比如我们常见的耳机就会标明其阻抗是多少，有4欧姆的，也有8欧姆的，目的就是能够提供负载的阻抗信息来方便消费者选购合适的放大系统。由于放大系统一般放大的是电压，我们先以电压作为放大的指标来讨论。理想的电压源不存在输出阻抗，因此不管放大系统的输入阻抗是多少，电压源的信号都能够毫无损失地传递到放大系统。事实上并不存在这类理性的电压信号源，一般都会刻意设置一个阻抗。比如我们拿一款RIGOL的信号发生器来举例，其明确标注输出阻抗就是50欧姆。
而有些压力传感器输出的电阻可能达到KΩ级别。而放大系统的输入阻抗也不是无穷大，因此会出现如下图描述的状况，对于同一个放大系统来说，信号源的输出阻抗不同的时候，放大系统采集到的电压也是不同的，比如下图上部分的信号源1，输出电阻为1K，而放大系统的输入电阻为10K，经过简单分压计算后，得到放大系统获取的电压就只有4.55V了。而信号源2的电压获取则更为准确。因此我们希望对于电压的传递，放大系统的阻抗越大越好。同理可得对于放大系统的后级，来说，放大系统就成为了输入，则我们期望放大系统的输出电阻越小越好。
不同频率信号的放大倍数稳定
无间道电影里面，梁朝伟和刘德华在音响店试听的片段十分经典。高音甜，中音准，低音劲，这就是针对不同频率的声音特点做出的评价，现代功放中，通过数字滤波等技术可以将不同的频段的信号，进行不同倍数的放大，达到突出某个声音的作用。一首乐曲里面，不同的乐器能够覆盖的频率存在差异，比如低音鼓和BASS基本集中在500Hz的低频段的信号上，增益小，则听不出来这两种乐器的效果。人声主要集中在300-2K区间，小提琴则在1K-2K之间。
如果我们希望系统中只有一个环节来调节不同频段的放大效果，则希望其他的环节针对各个频率的放大倍数基本一致，因此我们对理想放大系统提出的要求是，针对不同频率的信号，放大增益稳定。
三极管放大电路的问题
我们学习模电最初接触的放大器件就是三极管，它能够实现把小电流放大的功能，其实本身就是一个放大系统。那为什么我们现在看到的电路，在放大电路的系统上基本不选择三极管，而是统一选择了运放呢。这是因为三极管放大电路存在一些弊端，无法满足一个理想放大系统的特性。比如：
放大倍数有限
比如下图，Ic=0.1mA的时候，放大倍数只有40倍，对于更高放大倍数，可能就需要级联多个三极管进行放大。
增益随着信号幅度改变
直流增益随着Ic输出电流的变化，出现了非常大的差异，从40倍到100倍。
需要静态工作点
需要配置额外的阻容器件：三极管正常工作时，发射结必须导通，因此需要静态工作点，需要外接的电阻给定静态的Vb，然后通过电容进行交流耦合，才可以将交流信号耦合到基极上，因此需要额外的分立电阻和电容。
这个特点导致三极管在放大直流信号的功能上显得力不从心，多级放大需要非常小心地设计直流耦合。
运放能够解决的问题
以上的问题，集成电路的设计工程师通过各类技术，将多个三极管以及电阻电容集合到了一个集成芯片上，用成本换取了性能，设计出了更加贴近理想放大系统的集成运放。而此类运放的价格也并不昂贵，使得我们能够方便地进行放大系统的设计。运放相比三极管有至少如下优势：
1，运放的增益能够做到120dB甚至更高，能够将小信号放大到理想的范围。
2，通过负反馈技术，能够将放大增益倍数稳定在某个固定值。且在某个频率范围内，放大倍数不随频率变化。
3，输入阻抗高，输出阻抗低，方便多级放大系统互联。
总结
本文讨论了理想放大器具有的特点，以及三极管放大电路存在的问题，而现在能够以较低价格采购到的集成运放，基本都能解决三极管放大电路的问题。因此后续，我们针对三极管主要讨论它的开关作用，而模拟信号的放大电路，主要使用运算放大器来完成。
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