模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、2.2 理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器1. vo o的飽和極限值等于運(yùn)放的飽和極限值等于運(yùn)放的電源電壓的電源電壓V和和V 2. 運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益很高運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益很高 若（若（vPvN）0 則則 vO= +Vom=V 若（若（vPvN）0 則則 vO= Vom=V 3. 若若V vO ICBOECII 則則有有 為電流放大系數(shù)。它只為電流放大系數(shù)。它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。一般有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。一般 = 0.9 0.99 。IE=IB+ IC放大狀態(tài)下放大狀態(tài)下BJTBJT中載流子的傳輸過(guò)程中載流子的傳輸過(guò)程 1 又又設(shè)設(shè)BCEOCI

2、II 則則 是另一個(gè)電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管是另一個(gè)電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。一般一般 1 。根據(jù)根據(jù)IE=IB+ IC IC= ICN+ ICBOECN II且令且令BCCEOCIIII 時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)ICEO= (1+ ) ICBO（穿透電流）（穿透電流）2. 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系3. 三極管的三種組態(tài)三極管的三種組態(tài)共集電極接法共集電極接法，集電極作為公共電極，用，集電極作為公共電極，用CC表示。表示。共基極接法共基極接法，基極作為公共電極，用基極作為公共電極，用CB表示；表示；共發(fā)射極接

3、法共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；表示；BJT的三種組態(tài)的三種組態(tài) 綜上所述，三極管的放大作用，主要是依綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸，然后到靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)這一傳輸過(guò)程的兩個(gè)條件是：實(shí)現(xiàn)這一傳輸過(guò)程的兩個(gè)條件是：（1）內(nèi)部條件：內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。向偏置。4.1.3 BJT的的V-I 特性曲線

4、特性曲線 iB=f(vBE) vCE=const(2) 當(dāng)當(dāng)vCE1V時(shí)，時(shí)， vCB= vCE - - vBE0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收 集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下下 IB減小，特性曲線右移。減小，特性曲線右移。(1) 當(dāng)當(dāng)vCE=0V時(shí)，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。時(shí)，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1. 輸入特性曲線輸入特性曲線（以共射極放大電路為例）（以共射極放大電路為例）共射極連接共射極連接飽和區(qū)：飽和區(qū)：iC明顯受明顯受vCE控制的區(qū)域，控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，一般該區(qū)域內(nèi)，一般vCE0.7V (硅管硅管)

5、。此時(shí)，此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小偏電壓很小。iC=f(vCE) iB=const2. 2. 輸出特性曲線輸出特性曲線輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域: :截止區(qū)：截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)，的曲線的下方。此時(shí)， vBE小于死區(qū)小于死區(qū)電壓電壓。放大區(qū)：放大區(qū)：iC平行于平行于vCE軸的區(qū)域，曲軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時(shí)，線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏。4.1.3 BJT的的V-I 特性曲線特性曲線 (1) 共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)共發(fā)射極直流電流放大

6、系數(shù) =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const1. 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) 4.1.4 BJT的主要參數(shù)的主要參數(shù)與與iC的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 (2) 共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) = IC/ IB vCE=const1. 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) (3) 共基極直流電流放大系數(shù)共基極直流電流放大系數(shù) =（ICICBO）/IEIC/IE (4) 共基極交流電流放大系數(shù)共基極交流電流放大系數(shù) = IC/ IE vCB=const 當(dāng)當(dāng)ICBO和和ICEO很小時(shí)，很小時(shí)， 、 ，可以不，可以不加區(qū)分。加區(qū)分。4.1.4 BJT的主要參數(shù)的主要參數(shù)(1) 集電

7、極最大允許電流集電極最大允許電流ICM(2) 集電極最大允許功率損耗集電極最大允許功率損耗PCM PCM= ICVCE 3. 極限參數(shù)極限參數(shù)4.1.4 BJT的主要參數(shù)的主要參數(shù) 3. 極限參數(shù)極限參數(shù)4.1.4 BJT的主要參數(shù)的主要參數(shù)(3) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓 V(BR)CBO發(fā)射極開(kāi)路時(shí)的集電結(jié)反發(fā)射極開(kāi)路時(shí)的集電結(jié)反 向擊穿電壓。向擊穿電壓。 V(BR) EBO集電極開(kāi)路時(shí)發(fā)射結(jié)的反集電極開(kāi)路時(shí)發(fā)射結(jié)的反 向擊穿電壓。向擊穿電壓。 V(BR)CEO基極開(kāi)路時(shí)集電極和發(fā)射基極開(kāi)路時(shí)集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。極間的擊穿電壓。幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)系幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)系 V(B

8、R)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO4.2 共射極放大電路的工作原理共射極放大電路的工作原理4.2.1 基本共射極放大電路的組成基本共射極放大電路的組成基本共射極放大電路基本共射極放大電路 4.2.2 基本共射極放大電路的工作原理基本共射極放大電路的工作原理1. 靜態(tài)靜態(tài)(直流工作狀態(tài)直流工作狀態(tài)) 輸入信號(hào)輸入信號(hào)vi0時(shí)，時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)稱放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)或直流工作狀態(tài)。為靜態(tài)或直流工作狀態(tài)。 直流通路直流通路 bBEQBBBQRVVI BQCEOBQCQIIII VCEQ=VCCICQRc 4.2.2 基本共射極放大電路的工作原理基本共射極放大電路的工作原理2.

9、動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài) 輸入正弦信號(hào)輸入正弦信號(hào)vs后，電路后，電路將處在動(dòng)態(tài)工作情況。此時(shí)，將處在動(dòng)態(tài)工作情況。此時(shí)，BJT各極電流及電壓都將在各極電流及電壓都將在靜態(tài)值的基礎(chǔ)上隨輸入信號(hào)靜態(tài)值的基礎(chǔ)上隨輸入信號(hào)作相應(yīng)的變化。作相應(yīng)的變化。 交流通路交流通路 4.3.1 圖解分析法圖解分析法1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析 采用該方法分析靜態(tài)工作點(diǎn)，必須已知三極管的輸入采用該方法分析靜態(tài)工作點(diǎn)，必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。輸出特性曲線。 共射極放大電路共射極放大電路4.3.1 圖解分析法圖解分析法1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析 列輸入回路方程列輸入回路方程 列輸出回路方

10、程（直流負(fù)載線）列輸出回路方程（直流負(fù)載線）VCE=VCCiCRc 首先，畫(huà)出直流通路首先，畫(huà)出直流通路直流通路直流通路 bBBBBERiV v 在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線 VCE=VCCiCRc，與，與IBQ曲曲線的交點(diǎn)即為線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)，從而得到點(diǎn)，從而得到VCEQ 和和ICQ。 在輸入特性曲線上，作出直線在輸入特性曲線上，作出直線 ，兩線的交點(diǎn)，兩線的交點(diǎn)即是即是Q點(diǎn)，得到點(diǎn)，得到IBQ。bBBBBERiV v 根據(jù)根據(jù)vs的波形，在的波形，在BJT的輸入特性曲線圖上畫(huà)出的輸入特性曲線圖上畫(huà)出vBE 、 iB 的的波形波形2. 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分

11、析動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析tsinsmsV vbBsBBBERiV vv 根據(jù)根據(jù)iB的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫(huà)出的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫(huà)出iC和和vCE 的波形的波形2. 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析cCCCCERiV v3. 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響截止失真的波形截止失真的波形 飽和失真的波形飽和失真的波形3. 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響1. BJT的的H參數(shù)及小信號(hào)模型參數(shù)及小信號(hào)模型 模型的簡(jiǎn)化模型的簡(jiǎn)化 hre和和hoe都很小，常忽都很小，常忽略它們的影響。略它們的影響。 BJT在共射連接時(shí)，其在共射連接時(shí)

12、，其H參數(shù)的數(shù)量級(jí)一般為參數(shù)的數(shù)量級(jí)一般為 S101010101052433oefereieehhhhh4.3.2 小信號(hào)模型分析法小信號(hào)模型分析法2. 用用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路（1）利用直流通路求）利用直流通路求Q點(diǎn)點(diǎn) 共射極放大電路共射極放大電路bBEBBBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，鍺管，鍺管VBE=0.2V， 已知已知。BCII LCcCECCCE)(RIRVVV 2. 用用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路（2）畫(huà)小信號(hào)等效電路）畫(huà)小信號(hào)等效電路H參數(shù)小信號(hào)等效電路參數(shù)小信號(hào)

13、等效電路2. 用用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路（3）求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)）求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)根據(jù)根據(jù))(bebbirRi vbcii )/(LccoRRi v則電壓增益為則電壓增益為)()/()()/()()/(bebLcbebbLcbbebbLcciorRRRrRiRRirRiRRiA vvv（可作為公式）（可作為公式）電壓增益電壓增益H參數(shù)小信號(hào)等效電路參數(shù)小信號(hào)等效電路2. 用用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路（3）求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)）求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻令令0i v0b

14、i0b iRo = Rc 所以所以bebbbebbbiiiirRirRiiiR )( vv LsR,0ttovviR4.4.2 射極偏置電路射極偏置電路（1 1）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理 目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使IC維持恒定。維持恒定。 如果溫度變化時(shí)，如果溫度變化時(shí)，b點(diǎn)電點(diǎn)電位能基本不變位能基本不變，則可實(shí)現(xiàn)靜，則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。T 穩(wěn)定原理：穩(wěn)定原理： IC IE VE 、VB不變不變 VBE IB IC （反饋控制）（反饋控制）1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電路(a) 原理電路原理電路 (b) 直流通路直流通路b點(diǎn)電位基本不

15、變的條件點(diǎn)電位基本不變的條件：I1 IBQ ，CCb2b1b2BQVRRRV 此時(shí)，此時(shí)，VBQ與溫度無(wú)關(guān)與溫度無(wú)關(guān)VBQ VBEQRe取值越大，反饋控制作用越強(qiáng)取值越大，反饋控制作用越強(qiáng)一般取一般取 I1 =(510)IBQ ， VBQ =35V 1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電路（1 1）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電路（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 電壓增益

16、電壓增益畫(huà)小信號(hào)等效電路畫(huà)小信號(hào)等效電路（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：)/(LcboRRi v輸入回路：輸入回路：ebbebeebebi)1(RiriRiri v電壓增益：電壓增益：ebeLcebebLcbio)1()/()1()/(RrRRRriRRiA vvv畫(huà)小信號(hào)等效電路畫(huà)小信號(hào)等效電路確定模型參數(shù)確定模型參數(shù) 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析（可作為公式用）（可作為公式用）輸入電阻輸入電阻則輸入電阻則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號(hào)源的

17、內(nèi)阻放大電路的輸入電阻不包含信號(hào)源的內(nèi)阻（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析)1(ebebiRri vb2ib1iei)1( RRRriiivvv bebibRb2b1eiii11)1(11RRRriR bev)1(|ebeb2b1RrRR 輸出電阻輸出電阻輸出電阻輸出電阻oco/ RRR 求輸出電阻的等效電路求輸出電阻的等效電路 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零 負(fù)載開(kāi)路負(fù)載開(kāi)路 輸出端口加測(cè)試電壓輸出端口加測(cè)試電壓0)()(ecbsbeb RiiRri0)()(ebccebct Riiriiv其中其中b2b1ss/RRRR 則則)1(esbeecectoRRrRriR v當(dāng)當(dāng)coR

18、R 時(shí)，時(shí)，coRR 一般一般cceoRrR （）（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析4.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路1.1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示該電路也稱為該電路也稱為射極輸出器射極輸出器ebBEQCCBQ)1(RRVVI eCQCCeEQCCCEQRIVRIVV BQCQII eEQBEQbBQCCRIVRIV BQEQ)1(II 由由得得直流通路直流通路 小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路4.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析交流通路交流通路 4.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)

19、態(tài)分析電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：LbbebLbbbebi)1( )(RiriRiiri v電壓增益：電壓增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbio RrRRrRRriRiAvvv其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RiRii v一般一般beLrR ，則電壓增益接近于，則電壓增益接近于1 1，同相同相與與iovv電壓跟隨器電壓跟隨器1 vA即即。4.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析輸入電阻輸入電阻當(dāng)當(dāng)1 ，beLrR 時(shí)，時(shí)，Lbi/RRR 輸入電阻大輸入電阻大)1(| )1(LbLibiiiiiRr

20、RRrRiR bebevvvv輸出電阻輸出電阻由電路列出方程由電路列出方程ebbtRiiii )(sbebtRri veteRiR v其中其中bss/ RRR 則則輸出電阻輸出電阻rRRiR 1/besettov當(dāng)當(dāng) 1beserRR，1 時(shí)，時(shí)， besorRR 輸出電阻小輸出電阻小4.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析rRRR 1/beseo共集電極電路特點(diǎn)：共集電極電路特點(diǎn)：同同相相與與iovv 電壓增益小于電壓增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減小輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減小 輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)輸出電阻小，帶負(fù)載能力

21、強(qiáng))1(/LbebiRrRR 1 vA。4.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路4.5.2 共基極放大電路共基極放大電路1.1.靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) 直流通路與射極偏置電路相同直流通路與射極偏置電路相同CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )( ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 2.2.動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：電壓增益：電壓增益：LcL/ RRR 交流通路交流通路 小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路 LboRi vbebiri vbeLiorRA vvv 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電

22、阻coRR 2.2.動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路 beeeiiiiiRR)1(i eeRiR/iv bebri/iv beieiiiii)1(/rRiRvvvvrR 1|bee2.2.三種組態(tài)的比較三種組態(tài)的比較各種場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線各種場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線 類型符號(hào)和極性轉(zhuǎn)移特性輸出特性u(píng)GSOIDSSiDUPuGSOIDSSiDUP i uDSOuG S0 V1 VD2 V3 VuG S UP4 VuDSOuG S0 V1 ViD2 V3 VuG S UP4 VuDSOuG S5 ViD3 VuG S UT2 V4 VuGSiDOUTGSD+iD+GSD+iD+G

23、SD+iD+BJFETP溝道JFETN溝道增強(qiáng)型N MOSuGSOiDUPIDSSiDOUTuGSuGSOIDSSiDUPuDSOuG S0 ViD2 VuG S UP4 V2 ViD5 VuG S UT3 VO uDS4 VuG S 6 V iD2 VuG S UP4 VO uDS2 VuG S 0 VGSD+iDB+GSD+iD+BGSD+iDB+耗盡型N MOS增強(qiáng)型P MOS耗盡型P MOS續(xù)表續(xù)表5.1.1 N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOSFET2. 工作原理工作原理（1）vGS對(duì)溝道的控制作用對(duì)溝道的控制作用當(dāng)當(dāng)vGSGS00時(shí)時(shí) 無(wú)導(dǎo)電溝道，無(wú)導(dǎo)電溝道， d、s間加電壓時(shí)，也間加電壓

24、時(shí)，也無(wú)電流產(chǎn)生。無(wú)電流產(chǎn)生。當(dāng)當(dāng)00vGS GS V VT T 時(shí)時(shí) 在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生導(dǎo)電溝道，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生導(dǎo)電溝道，d、s間加間加電壓后，將有電流產(chǎn)生。電壓后，將有電流產(chǎn)生。 vGSGS越大，導(dǎo)電溝道越厚越大，導(dǎo)電溝道越厚3. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程）輸出特性及大信號(hào)特性方程const.DSDGS)( vvfi 截止區(qū)截止區(qū)當(dāng)當(dāng)vGSVT時(shí)，導(dǎo)電溝道尚時(shí)，導(dǎo)電溝道尚未形成，未形成，iD0，為截止工，為截止工作狀態(tài)。作狀態(tài)。5.1.1 N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOSFET3. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特

25、性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程）輸出特性及大信號(hào)特性方程const.DSDGS)( vvfi 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū) vDS（vGSVT） )( DSDSTGSnD22vvv VKi由于由于vDS較小，可近似為較小，可近似為DSTGSnD )(vvVKi 2常數(shù)常數(shù) GSDDSdsovvdidr)(TGSnVK v21rdso是一個(gè)受是一個(gè)受vGS控制的可變電阻控制的可變電阻 3. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程）輸出特性及大信號(hào)特性方程 可變電阻區(qū)可變電阻區(qū) DSTGSnD )(vvVKi 2)(TGSndsoVKr v21 n ：

26、反型層中電子遷移率：反型層中電子遷移率Cox ：柵極（與襯底間）氧：柵極（與襯底間）氧化層單位面積電容化層單位面積電容本征電導(dǎo)因子本征電導(dǎo)因子oxnnC K LWLWKK22oxnnnC 其中其中Kn為電導(dǎo)常數(shù)，單位：為電導(dǎo)常數(shù)，單位：mA/VmA/V2 23. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程（1）輸出特性及大信號(hào)特性方程）輸出特性及大信號(hào)特性方程 飽和區(qū)飽和區(qū)（恒流區(qū)又稱放大區(qū)）（恒流區(qū)又稱放大區(qū)）vGS GS V VT T ，且，且vDSDS（v vGSGSV VT T）2)(TGSnDVKi v221)(TGSTn VVKv21)(TGSDO VIv2TnDOV

27、KI 是是vGSGS2 2V VT T時(shí)的時(shí)的iD D V V- -I I 特性：特性：3. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程（2）轉(zhuǎn)移特性）轉(zhuǎn)移特性const.GSDDS)( vvfi21)(TGSDOD VIiv5.1.2 N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET2. V-I 特性曲線及大信號(hào)特性方程特性曲線及大信號(hào)特性方程 21)(PGSDSSDVIiv 5.1.5 MOSFET的主要參數(shù)的主要參數(shù)一、直流參數(shù)一、直流參數(shù)NMOSNMOS增強(qiáng)型增強(qiáng)型1. 1. 開(kāi)啟電壓開(kāi)啟電壓V VT T （增強(qiáng)型參數(shù)）（增強(qiáng)型參數(shù)）2. 2. 夾斷電壓夾斷電壓V VP P （耗盡型參

28、數(shù)）（耗盡型參數(shù)）3. 3. 飽和漏電流飽和漏電流I IDSSDSS （耗盡型參數(shù)）（耗盡型參數(shù)）4. 4. 直流輸入電阻直流輸入電阻R RGSGS （10109 910101515 ）二、交流參數(shù)二、交流參數(shù) 1. 1. 輸出電阻輸出電阻r rdsds GSDDSdsVir vD12TGSnds1)(iVKr v當(dāng)不考慮溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)，當(dāng)不考慮溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)， 0 0，rdsds DS GSDmVigv 2. 2. 低頻互導(dǎo)低頻互導(dǎo)g gm m 5.2.1 MOSFET放大電路放大電路1. 直流偏置及靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算直流偏置及靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算（1）簡(jiǎn)單的共源極放大電路）簡(jiǎn)單的共源極放大電路（

29、N溝道）溝道）直流通路直流通路共源極放大電路共源極放大電路5.2.1 MOSFET放大電路放大電路1. 直流偏置及靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算直流偏置及靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算（1）簡(jiǎn)單的共源極放大電路）簡(jiǎn)單的共源極放大電路（N溝道）溝道）DDg2g1g2GSVRRRV 2)(TGSnDVVKI dDDDDSRIVV 假設(shè)工作在飽和區(qū)，即假設(shè)工作在飽和區(qū)，即)(TGSDSVVV 驗(yàn)證是否滿足驗(yàn)證是否滿足)(TGSDSVVV 如果不滿足，則說(shuō)明假設(shè)錯(cuò)誤如果不滿足，則說(shuō)明假設(shè)錯(cuò)誤須滿足須滿足VGS VT ，否則工作在截止區(qū)，否則工作在截止區(qū)再假設(shè)工作在可變電阻區(qū)再假設(shè)工作在可變電阻區(qū))(TGSDSVVV 即即dDDD

30、DSRIVV DSTGSnD )(vvVKI 25.2.1 MOSFET放大電路放大電路2. 圖解分析圖解分析由于負(fù)載開(kāi)路，交流負(fù)由于負(fù)載開(kāi)路，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線相同載線與直流負(fù)載線相同 5.2.1 MOSFET放大電路放大電路3. 小信號(hào)模型分析小信號(hào)模型分析（1）模型）模型DQDIi gsmvg dDQiI gsmdvgi =0=0時(shí)時(shí)3. 小信號(hào)模型分析小信號(hào)模型分析解：例解：例5.2.25.2.2的直流分析已的直流分析已求得：求得： mA5 . 0DQ IV2GSQ VV75. 4DSQ VV/mA1 V/mA) 12(5 . 02 )(2TGSQnmVVKg（2）放大電路分析）放

31、大電路分析（例（例5.2.5）s3. 小信號(hào)模型分析小信號(hào)模型分析（2）放大電路分析）放大電路分析（例（例5.2.5）dgsmoRg vv )1()(mgsgsmgsiRgRg vvvvRgRgAmdmio1 vvvg2g1i/ RRR doRR SiiSiioSosRRRAA vvvvvvvvs3. 小信號(hào)模型分析小信號(hào)模型分析（2）放大電路分析）放大電路分析（例（例5.2.6）)/()/)(dsgsmgsdsgsmiorRgrRgAvvvvvv 1)/(1)/(dsmdsm rRgrRg)()/(1)/( SiidsmdsmSiioSosRRRrRgrRgA vvvvvvv共漏共漏3. 小

32、信號(hào)模型分析小信號(hào)模型分析（2）放大電路分析）放大電路分析g2g1i/RRR mdsmdstto1/ 111grRgrRiR vend5.3.2 JFET的特性曲線及參數(shù)的特性曲線及參數(shù)const.DSDGS)( vvfi2. 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 const.GSDDS)( vvfi)0()1(GSP2PGSDSSD vvVVIi1. 輸出特性輸出特性 5.3.2 FET放大電路的小信號(hào)模型分析法放大電路的小信號(hào)模型分析法1. FET小信號(hào)模型小信號(hào)模型（1）低頻模型）低頻模型2. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析（1 1）中頻小信號(hào)模型）中頻小信號(hào)模型2. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析（2）中頻電壓增益）

33、中頻電壓增益（3）輸入電阻）輸入電阻（4）輸出電阻）輸出電阻忽略忽略 rds， ivgsvRggsmv )1(mgsRg v ovdgsmRg v mvARgRgmdm1 /iiRR 由輸入輸出回路得由輸入輸出回路得則則giiiRv )/(g2g1g3RRR )/()1(g2g1g3mgsgsRRRRgrr 通常通常則則)/(g2g1g3iRRRR doRR Rgrr)1(mgsgs gsgsgsmgsgsgs)(rRgrvvvv enduiRC1R1T11 零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移增加增加R2 、RE2 : 用于設(shè)置合適的用于設(shè)置合適的Q點(diǎn)。點(diǎn)。問(wèn)題問(wèn)題 1 :前后級(jí)前后級(jí)Q點(diǎn)相互影響。點(diǎn)相互影響。

34、+UCCuoRC2T2R2RE21.1 直接耦合電路的特殊問(wèn)題直接耦合電路的特殊問(wèn)題第六章第六章 模擬集成電路（運(yùn)算放大器）模擬集成電路（運(yùn)算放大器）一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。結(jié)構(gòu)對(duì)稱。2.1 基本型差動(dòng)放大器基本型差動(dòng)放大器ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB2 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路二、二、 抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo= UC1 - UC2 = 0uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0當(dāng)當(dāng) ui1 = ui2 =0 時(shí)：時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2三、三、 共模電壓放

35、大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號(hào)：共模輸入信號(hào)： ui1 = ui2 = uC （大小相等，極性相同）（大小相等，極性相同）理想情況：理想情況：ui1 = ui2 uC1 = uC2 uo= 0 共模電壓放大倍數(shù)：共模電壓放大倍數(shù)：（很小，（很小，1)設(shè)設(shè)uC1 =UC1 + uC1 ， uC2 =UC2 + uC2 。因因ui1 = -ui2， uC1 =- uC2 uo= uC1 - uC2= uC1- uC2 = 2 uC1 差模電壓放大倍數(shù)：差模電壓放大倍數(shù)：1212ioiioCuuuuuA+UCC五、共模抑制比五、共模抑制

36、比(CMRR)的定義的定義例例: Ad=-200 Ac=0.1 KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMRR =KCMRR (dB) =(分貝分貝)cdAAcdAAlog20一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器設(shè)置調(diào)零電位器: 2.2 雙電源長(zhǎng)尾式差放雙電源長(zhǎng)尾式差放特點(diǎn)：特點(diǎn)：加入射極電阻加入射極電阻RE ；加入負(fù)電源；加入負(fù)電源 -UEE ，采用正負(fù)雙電源供電。采用正負(fù)雙電源供電。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE1、雙電源的作用：、雙電源的作用：

37、（1）使信號(hào)變化幅度加大。）使信號(hào)變化幅度加大。（2）IB1、IB2由負(fù)電源由負(fù)電源-UEE提供。提供。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE溫度溫度TICIE = 2ICUEUBEIBIC2、RE的作用的作用 設(shè)設(shè)ui1 = ui2 = 0自動(dòng)穩(wěn)定自動(dòng)穩(wěn)定RE 具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔镁哂袕?qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔?抑制溫度抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。態(tài)工作點(diǎn)。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEERRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCC3 恒流源式差放電路恒流源式差放電路電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu):IC3R2T3R1R3-UEE

38、rce3 1M 恒流源恒流源T3 :放大區(qū)放大區(qū)333cceceIUrRRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCCIC3R2T3R1R3-UEEuCEIB3iCUCE3IC3Q UCE3靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：主要分析主要分析T3管。管。VB3VE3 IE3 IC31. 恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。2. 恒流源不影響差模放大倍數(shù)。恒流源不影響差模放大倍數(shù)。3. 恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無(wú)比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為

39、無(wú)窮的電阻，所以共模抑制比是無(wú)窮。窮的電阻，所以共模抑制比是無(wú)窮。恒流源的作用恒流源的作用6.1.1 BJT電流源電路電流源電路1. 鏡像電流源鏡像電流源BE1BE2=VVE1E2= IIC1C2= IIT T1 1、T T2 2的參數(shù)全同的參數(shù)全同 即即12，ICEO1ICEO2 當(dāng)當(dāng)BJT的的較大時(shí)，基極電流較大時(shí)，基極電流IB可以忽略可以忽略 IoIC2IREF RVVRVVVEECCEEBECC)( 代表符號(hào)代表符號(hào)6.1.1 BJT電流源電路電流源電路動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻 2B12CE2Co)(Ivir 一般一般ro在幾百千歐以上在幾百千歐以上ce r 6.1.1 BJT電流源電路電流源

40、電路2. 微電流源微電流源e2BE2BE1RVV E2C2OIII e2BERV 由于由于很小，很小，BEV 所以所以IC2也很小。也很小。6.1.2 FET電流源電流源3. JFET電流源電流源end(a) 電路電路 (b) 輸出特性輸出特性 6.2.1 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)1. 用三端器件組成的差分式放大電路用三端器件組成的差分式放大電路6.2.1 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2. 有關(guān)概念有關(guān)概念i2i1id=vvv 差模信號(hào)差模信號(hào))(21=i2i1icvvv 共模信號(hào)共模信號(hào)idod=vvv A差模電壓增益差模電壓增益icoc=vvv

41、A共模電壓增益共模電壓增益icciddooo =vvvvvvvAA 總輸出電壓總輸出電壓其中其中ov 差模信號(hào)產(chǎn)生的輸出差模信號(hào)產(chǎn)生的輸出ov 共模信號(hào)產(chǎn)生的輸出共模信號(hào)產(chǎn)生的輸出共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指標(biāo)反映抑制零漂能力的指標(biāo)cdCMR=vvAAK6.2.1 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)1. 用三端器件組成的差分式放大電路用三端器件組成的差分式放大電路6.2.1 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2. 有關(guān)概念有關(guān)概念i2i1id=vvv 差模信號(hào)差模信號(hào))(21=i2i1icvvv 共模信號(hào)共模信號(hào)idod=vvv A差模電壓增益差模電壓增

42、益icoc=vvv A共模電壓增益共模電壓增益icciddooo =vvvvvvvAA 總輸出電壓總輸出電壓其中其中ov 差模信號(hào)產(chǎn)生的輸出差模信號(hào)產(chǎn)生的輸出ov 共模信號(hào)產(chǎn)生的輸出共模信號(hào)產(chǎn)生的輸出共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指標(biāo)反映抑制零漂能力的指標(biāo)cdCMR=vvAAK6.2.1 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2. 有關(guān)概念有關(guān)概念根據(jù)根據(jù)2=idici1vvv 2=idici2vvv i2i1id=vvv )(21=i2i1icvvv 有有 共模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入共模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號(hào)中相同的部分端信號(hào)中相同的部分 差模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入差模信號(hào)相當(dāng)于

43、兩個(gè)輸入端信號(hào)中不同的部分端信號(hào)中不同的部分 兩輸入端中的共模信號(hào)兩輸入端中的共模信號(hào)大小相等，相位相同；差模信大小相等，相位相同；差模信號(hào)大小相等，相位相反。號(hào)大小相等，相位相反。6.2.2 射極耦合差分式放大電路射極耦合差分式放大電路1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理6.2.2 射極耦合差分式放大電路射極耦合差分式放大電路1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理靜態(tài)靜態(tài)OCC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)V7 . 0(c2CCC RIV c2CRIEVIIICB2B1 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)僅輸入差模信號(hào)，僅輸入差模信號(hào)， i2i1vv和和大小相等，相位相反。大小相等，相位

44、相反。 O2O1vv和和大小相等，大小相等， 0O2O1o vvv信號(hào)被放大。信號(hào)被放大。相位相反。相位相反。1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理 iC1 iC2 溫溫度度 iC1 iE1 iC2 iE2 這一過(guò)程類似于分壓式射這一過(guò)程類似于分壓式射極偏置電路的溫度穩(wěn)定過(guò)程。極偏置電路的溫度穩(wěn)定過(guò)程。所以，即使電路處于單端輸出所以，即使電路處于單端輸出方式時(shí)，仍有較強(qiáng)的抑制零漂方式時(shí)，仍有較強(qiáng)的抑制零漂能力。能力。 vE （vB1、vB2不不變變） vBE1和和 vBE2 iB1和和 iB1 2. 抑制零點(diǎn)漂移原理抑制零點(diǎn)漂移原理差分式放大電路對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)抑制作用差分式放大電路對(duì)共模

45、信號(hào)有很強(qiáng)抑制作用3. 主要指標(biāo)計(jì)算主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況）差模情況 idod=vvvAi2i1o2o1vvvv 接入負(fù)載時(shí)接入負(fù)載時(shí)i1o122vv becrR beLcd)21/(=rRRA v以雙倍的元器件換以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力取抑制零漂的能力 雙入、雙出雙入、雙出3. 主要指標(biāo)計(jì)算主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況）差模情況 雙入、單出雙入、單出 ido1d1=vvvAi1o12vvd21vA bec2rR 接入負(fù)載時(shí)接入負(fù)載時(shí)beLcd2)/(=rRRA v3. 主要指標(biāo)計(jì)算主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況）差模情況 單端輸入單端輸入eorr 等效于雙端輸入等效于雙端輸入 指標(biāo)計(jì)算

46、與雙指標(biāo)計(jì)算與雙端輸入相同。端輸入相同。3. 主要指標(biāo)計(jì)算主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況）共模情況 雙端輸出雙端輸出 共模信號(hào)的輸入使兩管共模信號(hào)的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。集電極電壓有相同的變化。所以所以0oc2oc1oc vvv0icocc vvvA共模增益共模增益 單端輸出單端輸出icoc1c1vvv A抑制零漂能力增強(qiáng)抑制零漂能力增強(qiáng)icoc2vv obec2)1(rrR oc2rR or c1vA3. 主要指標(biāo)計(jì)算主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況）共模情況（3）共模抑制比）共模抑制比cdCMRvvAAK dB lg20cdCMRvvAAK 雙端輸出，理想情況雙端輸出，理想情況 CMRK

47、 單端輸出單端輸出 CMRKc1d1vvAAbeorr 越越大大， CMRK抑制零漂能力抑制零漂能力 越強(qiáng)越強(qiáng)單端輸出時(shí)的總輸出電壓?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)的總輸出電壓)1(idCMRicidd1o1vvvvvKA （4）頻率響應(yīng)）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號(hào)。高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號(hào)。7.1.1 什么是反饋什么是反饋 將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），送回到輸入回路的過(guò)程。送回到輸入回路的過(guò)程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe內(nèi)部反饋內(nèi)部反饋外部反饋外部反饋輸出信號(hào)輸出信號(hào)反饋放大電路反饋放大電路的

48、輸入信號(hào)的輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入基本放大電路的輸入信號(hào)（凈輸入信號(hào)）信號(hào)（凈輸入信號(hào)）7.1.1 什么是反饋什么是反饋框圖框圖反饋通路反饋通路信號(hào)反向傳輸?shù)那佬盘?hào)反向傳輸?shù)那篱_(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán) 無(wú)反饋通路無(wú)反饋通路閉環(huán)閉環(huán) 有反饋通路有反饋通路7.1.2 直流反饋與交流反饋直流反饋與交流反饋 根據(jù)反饋到輸入端的信號(hào)是交流（改善動(dòng)態(tài)性能），還根據(jù)反饋到輸入端的信號(hào)是交流（改善動(dòng)態(tài)性能），還是直流（穩(wěn)定直流工作點(diǎn)），或同時(shí)存在，來(lái)進(jìn)行判別。是直流（穩(wěn)定直流工作點(diǎn)），或同時(shí)存在，來(lái)進(jìn)行判別。直流反饋直流反饋交、直流反饋交、直流反饋7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋正反饋：輸入量不

49、變時(shí)，引入反饋后輸出量變大了。正反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變大了。負(fù)反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變小了。負(fù)反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變小了。從輸出端看從輸出端看從輸入端看從輸入端看正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。負(fù)反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。負(fù)反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋判別方法：判別方法：瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法。即在電路中，從輸入端開(kāi)始，沿著。即在電路中，從輸入端開(kāi)始，沿著 信號(hào)流向，標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)

50、節(jié)點(diǎn)電壓變化的斜率信號(hào)流向，標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變化的斜率 （正斜率或負(fù)斜率，用（正斜率或負(fù)斜率，用“+”+”、“-”-”號(hào)表示）。號(hào)表示）。凈輸入量減小凈輸入量減小凈輸入量增大凈輸入量增大負(fù)反饋負(fù)反饋正反饋正反饋反饋通路反饋通路反饋通路反饋通路7.1.4 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定串聯(lián)串聯(lián)串聯(lián)：串聯(lián)：輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（KVLKVL） - -vi i+vidid+vf f= =0 即即 vidid= =vi i- - vf f并聯(lián)：并聯(lián)：輸入以電流形式求和輸入以電流形式求和（KCL

51、KCL） ii i- -iidid- -if f= =0 即即 iidid= =ii i- -if f并聯(lián)并聯(lián)7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋 電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對(duì)象決定端的取樣對(duì)象決定電壓反饋：反饋信號(hào)電壓反饋：反饋信號(hào)xf和輸出電壓成比例，即和輸出電壓成比例，即xf=Fvo電流反饋：反饋信號(hào)電流反饋：反饋信號(hào)xf與輸出電流成比例，即與輸出電流成比例，即xf=Fio 并聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋判斷方法：負(fù)載短路法判斷方法：負(fù)載短路法 將將負(fù)載負(fù)載短路

52、，反饋量仍然存在短路，反饋量仍然存在電流反饋。電流反饋。 將將負(fù)載負(fù)載短路（未接負(fù)載時(shí)輸出對(duì)地短路），反饋量為零短路（未接負(fù)載時(shí)輸出對(duì)地短路），反饋量為零電壓反饋。電壓反饋。電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋反饋通路反饋通路反饋通路反饋通路電壓負(fù)反饋：電壓負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（輸入端電壓求和（KVLKVL）電流負(fù)反饋：電流負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：輸入端電流求和（輸入端電流求和（KCLKCL）1. 閉環(huán)增益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開(kāi)環(huán)增益開(kāi)環(huán)增益idoxxA o

53、fxxF 反饋系數(shù)反饋系數(shù)iofxxA 閉環(huán)增益閉環(huán)增益因?yàn)橐驗(yàn)閒iidxxx 所以所以iofxxA fidoxxx FxAxxooo/ 已知已知AFA 1fidixxx 閉環(huán)增益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式即即AFAA 1f7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式2. 反饋深度討論反饋深度討論一般負(fù)反饋一般負(fù)反饋稱為反饋深度稱為反饋深度)1(FA 時(shí)時(shí)， 11 )1( FA， FAA 時(shí)，時(shí)， 11 )2( FA深度負(fù)反饋深度負(fù)反

54、饋正反饋正反饋時(shí)，時(shí)， 11 )3( FA， FAA 自激振蕩自激振蕩時(shí)，時(shí)， 01 )4( FA， F A 一般情況下，一般情況下，A和和F都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號(hào)頻率的影都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號(hào)頻率的影響時(shí)，響時(shí)，Af、A和和F分別用分別用 、 和和 表示。表示。 fAAF即即FAAA 1fend7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式7.4.1 提高增益的穩(wěn)定性提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)閉環(huán)時(shí)FAAA 1f對(duì)對(duì)A求導(dǎo)得求導(dǎo)得2f)1(1ddAFAA 只考慮幅值有只考慮幅值有AFAA 1fAAAFAAd11dff 即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開(kāi)環(huán)減小了即閉環(huán)增益相對(duì)變

55、化量比開(kāi)環(huán)減小了1+AF另一方面另一方面, ,在深度負(fù)反饋條件下在深度負(fù)反饋條件下FA1f 即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負(fù)反饋的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同負(fù)反饋的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）7.4.2 減小非線性失真減小非線性失真 閉環(huán)時(shí)增益減小，線性度變好。閉環(huán)時(shí)增益減小，線性度變好。 只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真，如果輸入波形本身就只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真，如果輸入波形本身就是失真的，即使引入負(fù)反饋，也

56、無(wú)濟(jì)于事。是失真的，即使引入負(fù)反饋，也無(wú)濟(jì)于事。 1開(kāi)環(huán)特性開(kāi)環(huán)特性2閉環(huán)特性閉環(huán)特性 7.4.3 抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲nsVVNS VVVVVVVVFAAAVFAAAAVV211n2121so1 1 V比原有的信噪比提高了比原有的信噪比提高了 倍倍2VA電壓的信噪比電壓的信噪比 2VA增加一前置級(jí)增加一前置級(jí) 并認(rèn)為該級(jí)為無(wú)噪聲的并認(rèn)為該級(jí)為無(wú)噪聲的 2nsVAVVNS 新的信噪比新的信噪比 7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響 串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋1. 對(duì)輸入電阻的影響對(duì)輸入電阻的影響開(kāi)環(huán)輸入電阻開(kāi)環(huán)輸入電阻 Ri i= =vidid/ /ii i因

57、為因?yàn)?vf f= =Fxo o xo o= =Avidid閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻 Rifif= =vi i/ /ii i所以所以 vi i= =vidid+ +vf f=(1+=(1+AF ) )vidid閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻 Rifif= =vi i/ /ii iiiid)1()1(RAFiAF v引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻增加了。引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻增加了。7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響 并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋1. 對(duì)輸入電阻的影響對(duì)輸入電阻的影響閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻AFRR 1iif 引入并聯(lián)負(fù)反饋后，引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻減小了。輸

58、入電阻減小了。注意注意: : 反饋對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不反饋對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。產(chǎn)生影響。2. 對(duì)輸出電阻的影響對(duì)輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)輸出電阻TTofiRv 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋而而 Xid= - Xf= - FvT idooTTXARi v忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)iT的分流的分流FARiRooTTof1 vTooTTvvFARi 所以所以 引入電壓負(fù)反饋后，輸引入電壓負(fù)反饋后，輸出電阻減小了。出電阻減小了。7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2. 對(duì)輸出電阻的影響對(duì)輸出電阻的影響 電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋閉環(huán)輸出電

59、阻閉環(huán)輸出電阻oTTof)1(RFAiRs v 引入電流負(fù)反饋后，輸引入電流負(fù)反饋后，輸出電阻增大了。出電阻增大了。注意注意: : 反饋對(duì)輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。反饋對(duì)輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善，是以犧牲增負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價(jià)的，且僅對(duì)環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。益為代價(jià)的，且僅對(duì)環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋 并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋 電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋 增大輸入電阻增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流

60、增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響end1. 深度負(fù)反饋的特點(diǎn)深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān) 11 FA由于由于FAAA 1f則則FFAA1 又因?yàn)橛忠驗(yàn)閕ofXXA ofXXF 代入上式代入上式ifXX 得得（也常寫(xiě)為（也常寫(xiě)為 xf f xi i）0fiid XXX凈輸入量近似等于零凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路“兩虛兩虛”的概念的概念輸入量近似等于反饋量輸入量近似等于反饋量（xid id 0