第六章 放大電路中的反饋

1、第六章 放大電路中的反饋 把整個電路中的元器件制作在一塊把整個電路中的元器件制作在一塊 硅基片硅基片 上，構成特定功能的電子電路。上，構成特定功能的電子電路。 1 . 1 . 就集成度分就集成度分：小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模：小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模 超大規(guī)模（每塊超大規(guī)模（每塊芯芯 片上可有上億個元件）片上可有上億個元件）2. 2. 就導電類型分就導電類型分：雙極型：雙極型 單極型單極型 兩者兼容型兩者兼容型3. 3. 就功能分就功能分：數(shù)字集成電路模擬集成電路：數(shù)字集成電路模擬集成電路集成電路：集成電路：分類分類： 由于制造工藝上的原因，模擬集成電路與分立元件電路由于制造工藝上的原因，模擬集成電

2、路與分立元件電路相比有以下特點：相比有以下特點： （1）電阻和電容的值不宜做得太大，電路結構上采用）電阻和電容的值不宜做得太大，電路結構上采用 直接耦合方式直接耦合方式 由于集成電路中，電阻由于集成電路中，電阻(resistance)是利用是利用NPN管的基區(qū)體管的基區(qū)體電阻構成，電阻值的范圍一般為幾十歐電阻構成，電阻值的范圍一般為幾十歐10千歐左右，阻值范圍千歐左右，阻值范圍不大，且阻值精度不易控制，誤差可達不大，且阻值精度不易控制，誤差可達10%20%。所以，若需。所以，若需要高阻值電阻，可用要高阻值電阻，可用BJT或或FET等組成的恒流源代替，或采用外等組成的恒流源代替，或采用外接電阻的

3、方法。接電阻的方法。 電容電容(capacitance)則采用則采用PN結的結電容構成，約在結的結電容構成，約在100PF以下，誤差也較大，因此電路結構只能采用直接耦合方式。電以下，誤差也較大，因此電路結構只能采用直接耦合方式。電感感(inductance)的制造則更加困難。的制造則更加困難。集成電路的特點集成電路的特點（2）為克服直接耦合電路的溫度漂移）為克服直接耦合電路的溫度漂移(temperature drift)， 常采用差分式放大電路常采用差分式放大電路(The differential amplifier ) 作為輸入作為輸入級級（3）盡量采用）盡量采用BJT（或（或FET）代替電

4、阻）代替電阻(resistance)電容電容(capacitance)和二極管和二極管(diode)等元件等元件 在集成電路制造工藝中，制造三極管（特別是在集成電路制造工藝中，制造三極管（特別是NPN管）管）比制造其他元件容易，且占用面積小，性能好。因此常用比制造其他元件容易，且占用面積小，性能好。因此常用BJT（或（或FET）構成恒流源作偏置電阻；將）構成恒流源作偏置電阻；將BJT的基極的基極(basic electrode)和集電極和集電極(collector electrode)短接構成二極管穩(wěn)短接構成二極管穩(wěn)壓管等；用復合管共射壓管等；用復合管共射共基共集共基共集共基等組合電路來共基等

5、組合電路來改善單管電路的性能。改善單管電路的性能。一、集成運放的特點（1 1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大電路和電流源電路。差分放大電路和電流源電路。（2 2）用復雜電路實現(xiàn)高性能的放大電路，因為電路的復雜）用復雜電路實現(xiàn)高性能的放大電路，因為電路的復雜化并不帶來工藝的復雜性?；⒉粠砉に嚨膹碗s性。（3 3）用有源元件替代無源元件，如用晶體管取代難于制作）用有源元件替代無源元件，如用晶體管取代難于制作的大電阻。的大電阻。（4 4）采用復合管。）采用復合管。 集成運算放大電路，簡稱集成運放，是一個高性能的直接集成運算放大

6、電路，簡稱集成運放，是一個高性能的直接耦合多級放大電路。因首先用于信號的運算，故而得名。耦合多級放大電路。因首先用于信號的運算，故而得名。二、集成運放電路的組成兩個兩個輸入端輸入端一個一個輸出端輸出端 若將集成運放看成為一個若將集成運放看成為一個“黑盒子黑盒子”，則可等效為一個，則可等效為一個雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。集成運放電路四個組成部分的作用前置級，多采用差分放大電路。要求前置級，多采用差分放大電路。要求Ri大，大，Ad大，大， Ac小，輸入端耐壓高。小，輸入端耐壓高。主放大級，多采用共射放大電路。要求有足夠主放大級，多采用共射放大電路。要求有足

7、夠的放大能力。的放大能力。功率級，多采用準互補輸出級。要求功率級，多采用準互補輸出級。要求Ro小，最小，最大不失真輸出電壓盡可能大。大不失真輸出電壓盡可能大。為各為各級放大電路設置級放大電路設置合適的靜態(tài)工作合適的靜態(tài)工作點。采用電流源點。采用電流源電路。電路。理想運算放大器的主要技術指標理想運算放大器的主要技術指標 所謂理想運算放大器就是指集成運算放大器的各項技術指標理想化，這些指標主要有： Aud=Rid=Ro=0KCMR=帶寬BW 這些指標實際運算放大器是不可能達到的，但在實際分析運算放大器電路時，根據(jù)實際情況，采用理想化指標來分析，既可簡化分析的過程，得到的結果與實際測量的結果之間誤差

8、不大，所以，在實際分析運算放大器電路，很多時候都把運算放大器當成理想運算放大器來分析。 理想運算放大器在線性時的特性是指理想運算放大器工作在線理想運算放大器在線性時的特性是指理想運算放大器工作在線性區(qū)時顯現(xiàn)的一些特點，運算放大器工作在線性區(qū)是指其輸出電壓性區(qū)時顯現(xiàn)的一些特點，運算放大器工作在線性區(qū)是指其輸出電壓與兩個輸入端電壓之間存在線性放大關系即與兩個輸入端電壓之間存在線性放大關系即 Uo=Aud(U+-U-) 式中：式中：Uo表示輸出端電壓；表示輸出端電壓； U+表示同相端輸入電壓，即從該端輸入信表示同相端輸入電壓，即從該端輸入信號，輸出信號與輸入信號相位相同；號，輸出信號與輸入信號相位相

9、同； U反相輸入電壓，即從該端輸入信號，反相輸入電壓，即從該端輸入信號，輸出信號與輸入信號相位相反。輸出信號與輸入信號相位相反。 三、集成運放的電壓傳輸特性 根據(jù)理想運算放大器的根據(jù)理想運算放大器的Aud，Uo/(U+ U-)=Aud，相對一定，相對一定值的值的Uo，U+ U-0。 即：即：U+=U。這表明理想運算放大器兩個輸入端之間的電壓近。這表明理想運算放大器兩個輸入端之間的電壓近似為零，兩端電位近似相等，這與電路中短路的情形類似，但由于似為零，兩端電位近似相等，這與電路中短路的情形類似，但由于在電路結構中，運算放大器兩輸入端并未真正短路，因此把這種情在電路結構中，運算放大器兩輸入端并未真

10、正短路，因此把這種情形稱為形稱為“虛短虛短”。 根據(jù)理想運算放大器的差模輸入電阻根據(jù)理想運算放大器的差模輸入電阻rid，因此，流入兩輸，因此，流入兩輸入端的電流入端的電流I+=I0。這如同電路被斷開的情形，但又不是實際被斷。這如同電路被斷開的情形，但又不是實際被斷路，這種情形稱為路，這種情形稱為“虛斷虛斷”。 “虛短虛短”和和“虛斷虛斷”是理想運算放大器工作在線性區(qū)的兩個重要特是理想運算放大器工作在線性區(qū)的兩個重要特點。點。三、集成運放的電壓傳輸特性 1. 理想運算放大器在非線性時的特性是指理想運算放大器工作理想運算放大器在非線性時的特性是指理想運算放大器工作在非線性區(qū)時的特性在非線性區(qū)時的特

11、性 作為一個放大器，當輸入信號足夠大時，運算放大器中的三極作為一個放大器，當輸入信號足夠大時，運算放大器中的三極管將工作在飽和狀態(tài)，這時輸出電壓不隨輸入電壓變化，如圖所示。管將工作在飽和狀態(tài)，這時輸出電壓不隨輸入電壓變化，如圖所示。圖中實線部分是運算放大器非線性的特性。圖中實線部分是運算放大器非線性的特性。 當當U+U時，時，Uo=+Uom (24) 當當UU+時，時，Uo=-Uom (25) Uom為輸出電壓的最大值。為輸出電壓的最大值。 uUUUUoomom+ 運算放大器的非線性特性運算放大器的非線性特性 三、集成運放的電壓傳輸特性2. 在非線性區(qū)，輸入電流在非線性區(qū)，輸入電流 式中式中U

12、+ U-0，但，但rididUUIIr(26) 所以，理想運算放大器工作在非線性區(qū)域時，輸出電壓只所以，理想運算放大器工作在非線性區(qū)域時，輸出電壓只有兩個數(shù)值有兩個數(shù)值+Uom、-Uom，輸入電流為零。，輸入電流為零。 因此因此I=I0三、集成運放的電壓傳輸特性三、集成運放的電壓傳輸特性 由于由于Aod高達幾十萬倍，所以集成運放工作在線性區(qū)時的高達幾十萬倍，所以集成運放工作在線性區(qū)時的最大輸入電壓最大輸入電壓(uPuN)的數(shù)值僅為幾十一百多微伏。的數(shù)值僅為幾十一百多微伏。在線性區(qū)：在線性區(qū)：uOAod(uPuN) Aod是開環(huán)差模放大倍數(shù)。是開環(huán)差模放大倍數(shù)。非線非線性區(qū)性區(qū) (uPuN)的數(shù)

13、值大于一定值時，的數(shù)值大于一定值時，集成運放的輸出不是集成運放的輸出不是UOM , 就是就是UOM，即集成運放工作在非線性區(qū)。，即集成運放工作在非線性區(qū)。uO=f(uP-uN)第六章 放大電路中的反饋6.1 6.1 反饋的概念及判斷反饋的概念及判斷6.2 6.2 負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算6.3 6.3 交流負反饋對放大電路性能的影響交流負反饋對放大電路性能的影響( (自學自學) )學習目標 掌握反饋組態(tài)的判別、負反饋對放大電路工作性能的影響。學習目標 難點與重點1. 1. 反饋的概念、分類及判斷；反饋的概念、分類及判斷；2. 2. 負反饋的四

14、種組態(tài)；負反饋的四種組態(tài)；3. 3. 負反饋對放大電路工作性能的影響；負反饋對放大電路工作性能的影響；4. 4. 負反饋放大電路的計算。負反饋放大電路的計算。本章基本要求 會判：會判：判斷電路中有無反饋及反饋的性質判斷電路中有無反饋及反饋的性質 會算：會算：估算深度負反饋條件下的放大倍數(shù)估算深度負反饋條件下的放大倍數(shù)6.16.1 反饋的概念及判斷一、反饋的基本概念一、反饋的基本概念二、交流負反饋的四種組態(tài)二、交流負反饋的四種組態(tài)三、反饋的判斷三、反饋的判斷1. 什么是反饋一、反饋的基本概念 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程。送

15、回到輸入回路的過程。vIvO+- -RLvIvO+- -RLR2R1反饋通路反饋通路 信號反向傳輸?shù)那佬盘柗聪騻鬏數(shù)那篱_環(huán)開環(huán)無反饋通路無反饋通路閉環(huán)閉環(huán)有反饋通路有反饋通路反饋通路反饋通路（反饋網(wǎng)絡）（反饋網(wǎng)絡）信號的正向傳輸信號的正向傳輸1. 什么是反饋 放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。一、反饋的基本概念要研究哪些問題？要研究哪些問題？怎樣引回怎樣引回是從輸出是從輸出電壓還是電壓還是輸出電流輸出電流引出反饋引出反饋多少多少怎樣引出怎樣引出 反饋放大電路可用反饋放大

16、電路可用方框圖表示。方框圖表示。影響放大電路的輸入影響放大電路的輸入電壓還是輸入電流電壓還是輸入電流2. 正反饋和負反饋正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大了。正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大了。負反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小了。負反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小了。另一角度另一角度正反饋：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。負反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。負反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。判別方法：判別方法：瞬時極性法瞬時極性法。即在電路中，從輸入端開始，沿著。即在電路中，從輸入端開始，沿著 信號流向，標出某一時刻

17、有關節(jié)點電壓（或電流）的信號流向，標出某一時刻有關節(jié)點電壓（或電流）的 瞬時極性瞬時極性, 并由此來判斷反饋的正負。并由此來判斷反饋的正負。2. 正反饋和負反饋 從反饋的結果來判斷，凡反饋的結果使輸出量從反饋的結果來判斷，凡反饋的結果使輸出量的變化減小的為負反饋，否則為正反饋；的變化減小的為負反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是引入反饋后其變化是增大？還是減?。吭龃?？還是減??？引入反饋后其變化是增大？引入反饋后其變化是增大？還是減小？還是減小？ 或者，凡反饋的結果使凈輸入量減小的為負反或者，凡反饋的結果使凈輸入量減小的為負反饋，否則為正反饋。饋，否則為正反饋。 先假設輸入信號的極性，再根據(jù)基

18、本放大電路和反饋網(wǎng)絡判先假設輸入信號的極性，再根據(jù)基本放大電路和反饋網(wǎng)絡判斷反饋信號的斷反饋信號的極性，看反饋信號是使凈輸入信號增大還是減小。極性，看反饋信號是使凈輸入信號增大還是減小。若增大為正反饋，反之為負反饋。由圖標出的瞬時若增大為正反饋，反之為負反饋。由圖標出的瞬時電位極性可知，電位極性可知，分走了該放大器的部分輸入電流，使得該放大器的凈輸入電流，分走了該放大器的部分輸入電流，使得該放大器的凈輸入電流，它比沒有加反饋時顯然是減弱了，因而該放大器是負反饋。它比沒有加反饋時顯然是減弱了，因而該放大器是負反饋。 瞬時極性法瞬時極性法:例例vIvO- -+RLR2R1(+)(+)(-)(-)(

19、-)凈輸入量凈輸入量vIvO- -+RLR2R1(+)(+)(-)(-)凈輸入量凈輸入量負反饋負反饋正反饋正反饋vO- -+R4R5R3- -+vIR1R2反饋通路反饋通路反饋通路反饋通路級間反饋通路級間反饋通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)凈輸入量凈輸入量級間負反饋級間負反饋反饋通路反饋通路本級反饋通路本級反饋通路3. 直流反饋和交流反饋 直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。路中存在的反饋稱為交流反饋。引入交流負反饋引入交流負反饋引入直流負反饋引入直流負反饋3. 直流反饋和交流反饋 在放大電路中，一般都存在直流分量

20、和交流分量。由放在放大電路中，一般都存在直流分量和交流分量。由放大器的直流通路和交流通路很容易區(qū)分這兩種信號成分。大器的直流通路和交流通路很容易區(qū)分這兩種信號成分。 直流反饋：反饋信號只含有直流成分。直流反饋：反饋信號只含有直流成分。 交流反饋：反饋信號只含有交流成分。交流反饋：反饋信號只含有交流成分。 交直流反饋：反饋信號中既有直流成分又有交流成分。交直流反饋：反饋信號中既有直流成分又有交流成分。 圖圖(a)、(b)表示了直流、交流和交直流反饋三種況。表示了直流、交流和交直流反饋三種況。4. 局部反饋和級間反饋 只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部只對多級放大電路中某一級起反饋作用的

21、稱為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路的稱為級間反饋。入回路的稱為級間反饋。通過通過R3引入的是局部反饋引入的是局部反饋通過通過R4引入的是級間反饋引入的是級間反饋通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。二、交流負反饋的四種組態(tài) 將輸出電壓的一部分或全將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即輸入量的為電壓反饋，即ooUX 將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電流反饋，即輸入量的為

22、電流反饋，即ooIX 描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸出端的連接方式，即描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸出端的連接方式，即反饋網(wǎng)絡的取樣對象。反饋網(wǎng)絡的取樣對象。1. 電壓反饋和電流反饋1. 電壓反饋和電流反饋 按反饋網(wǎng)絡的輸入端在放大電路輸出端取樣對象來分類，按反饋網(wǎng)絡的輸入端在放大電路輸出端取樣對象來分類，反饋有電壓反饋和電流反饋之分。反饋有電壓反饋和電流反饋之分。 判斷是電壓反饋還是電流反饋，可以根據(jù)反饋從輸出端取判斷是電壓反饋還是電流反饋，可以根據(jù)反饋從輸出端取樣的對象來判斷。假設輸出端負載電阻樣的對象來判斷。假設輸出端負載電阻RL短路，這時如果反短路，這時如果反饋量消失，則為電壓反饋。如果反饋量

23、依然存在，不為零，饋量消失，則為電壓反饋。如果反饋量依然存在，不為零，則為電流反饋。電壓反饋一般是直接接在輸出端負載則為電流反饋。電壓反饋一般是直接接在輸出端負載 RL的上的上端取樣的。電流反饋一般是接在負載的下端取樣的。端取樣的。電流反饋一般是接在負載的下端取樣的。 2. 判斷方法判斷方法電流：將電流：將負載負載短路，反饋量仍然存在。短路，反饋量仍然存在。電壓：將電壓：將負載負載短路，反饋量為零短路，反饋量為零;電壓：電壓：XF正比于正比于UO;電流：電流：XF正比于正比于IO.2. 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸入

24、端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關系。凈輸入量的疊加關系。按基本放大器輸入端與反饋網(wǎng)絡的輸出端的連接按基本放大器輸入端與反饋網(wǎng)絡的輸出端的連接方式來區(qū)分，反饋可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。它們僅與輸入網(wǎng)絡中的方式來區(qū)分，反饋可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。它們僅與輸入網(wǎng)絡中的比較環(huán)節(jié)有關，與放大器的輸出端取樣方式無關。若反饋信號傳遞到放比較環(huán)節(jié)有關，與放大器的輸出端取樣方式無關。若反饋信號傳遞到放大器輸入網(wǎng)絡是以電壓大器輸入網(wǎng)絡是以電壓 形式出現(xiàn)的為串聯(lián)反饋。若反饋信號對輸入回路形式出現(xiàn)的為串聯(lián)反饋。若反饋信號對輸入回路是以電流是以電流 形式出現(xiàn)的為并聯(lián)反饋。形式出現(xiàn)的為并聯(lián)反饋。fiiU

25、UU-串聯(lián)負反饋fiiIII-并聯(lián)負反饋+_負反饋負反饋2. 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡的輸出端與放大器的輸入端反饋網(wǎng)絡的輸出端與放大器的輸入端(源端源端)上端接在同一節(jié)點的為上端接在同一節(jié)點的為并聯(lián)反饋，反饋網(wǎng)絡的輸出端加在輸入回路下端并聯(lián)反饋，反饋網(wǎng)絡的輸出端加在輸入回路下端(地端上方地端上方)的為串的為串聯(lián)反饋。聯(lián)反饋。判斷方法判斷方法iX并聯(lián)：反饋量并聯(lián)：反饋量和和fX輸入量輸入量接于同一輸入端。接于同一輸入端。(XF為為IF)接于不同的輸入端接于不同的輸入端.(XF為為IF).iX串聯(lián)：反饋量串聯(lián)：反饋量和和fX輸入量輸入量fXiXfXiXfXiXfXiX3.四種反饋組態(tài)：注意量綱：

26、注意量綱電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋三、反饋的判斷 “找聯(lián)系找聯(lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反饋，否則無反饋。饋，否則無反饋。有反饋嗎？有反饋嗎？（沒有）（沒有）將輸出電壓全將輸出電壓全部反饋回去部反饋回去無反饋無反饋1. 有無反饋的判斷即在輸入回路即在輸入回路又在輸出回路又在輸出回路因而引入了反饋。因而引入了反饋。2. 直流反饋和交流反饋的判斷“看通路看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。設以下電路中所有電容對交流信號

27、均可視為短路。僅有直僅有直流反饋流反饋僅有交流反饋僅有交流反饋交、直流反饋共存交、直流反饋共存僅有直僅有直流反饋流反饋3. 正、負反饋（反饋極性）的判斷“看反饋的結果看反饋的結果” ” ，即凈輸入量是被增大還是被減小。，即凈輸入量是被增大還是被減小。瞬時極性法：瞬時極性法： 給定給定 的瞬時極性，的瞬時極性，并以此為依據(jù)分析電路中并以此為依據(jù)分析電路中各電流、電位的極性從而各電流、電位的極性從而得到得到 的極性；的極性；iXoX的極性的極性 的極性的極性 、 、 的疊加關系的疊加關系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反饋正反饋負反饋負反饋fiifii IIIUUU或3. 正、負

28、反饋的判斷FuFIDuuu反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。O211FuRRRu 在判斷集成運放構成的反饋放大電路的反饋極性時，凈在判斷集成運放構成的反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓指的是集成運放兩個輸入端的電位差，凈輸入電輸入電壓指的是集成運放兩個輸入端的電位差，凈輸入電流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。2ON2RuuiR反饋量反饋量反饋電流反饋電流反饋量僅決定于輸出量凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流凈輸入電流增大，引入增大，引入了正反饋了正反饋4. 電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電壓負反饋電路引入了電壓負反

29、饋 令輸出電壓為令輸出電壓為0，若反饋量隨之為，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；，則為電壓反饋；若反饋量依然存在，則為電流反饋。若反饋量依然存在，則為電流反饋。4. 電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電流負反饋電路引入了電流負反饋反饋電流反饋電流 引入電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負反饋穩(wěn)定引入電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負反饋穩(wěn)定輸出電流！輸出電流！僅受基極電流的控制僅受基極電流的控制5. 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷FINiiiFIDuuu 在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加，為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。疊加，為

30、串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。引入了并聯(lián)反饋引入了并聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋Fu分立元件放大電路中反饋的分析 圖示電路有無引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是圖示電路有無引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是正反饋還是負反饋？若為交流負反饋，其組態(tài)為哪種？正反饋還是負反饋？若為交流負反饋，其組態(tài)為哪種？ 3. 若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入端跨接一電阻，則反饋的性質有何變化？端跨接一電阻，則反饋的性質有何變化？+_+_uF 1. 若從第三級射若從第三級射極輸出，則電路引極輸出，則電路引入了哪種組態(tài)的交入了哪種組態(tài)的交流

31、負反饋？流負反饋？ 2. 若在第三級的若在第三級的射極加旁路電容，射極加旁路電容，則反饋的性質有何則反饋的性質有何變化？變化？引入了電流串聯(lián)負反饋引入了電流串聯(lián)負反饋作用？作用？清華大學 華成英 分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流 在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓常指輸入級晶體管的電壓常指輸入級晶體管的b-e（e-b）間或場效應管）間或場效應管g-s（s-g）間的電位差，凈輸入電流常指輸入級晶體管）間的電位差，凈輸入電流常指輸入級晶體管的基極電流（射極電流）或場效應管的柵極（源極）的基極電流（射極電流）或場效應管的柵極（源極）

32、電流。電流。 在分立元件電流負反饋放大電路中，反饋量常取自于在分立元件電流負反饋放大電路中，反饋量常取自于輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負載上的電流；此時稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)載上的電流；此時稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流為輸出電流，反饋的結果將穩(wěn)定該電流。射極電流為輸出電流，反饋的結果將穩(wěn)定該電流。例例（+）（+）（+）（+）例例 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋（+）（+）（+）（+）（）（）（+）例例（+）（）（）（）（）例例 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋（）（）（+）（）（）例例（）（）（+）（）（）例例電壓并聯(lián)負

33、反饋電壓并聯(lián)負反饋（）（）（+）（）（）例例（+）（+）（+）（+）例例電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋（+）（+）( - )6.26.2 負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算一、負反饋放大電路的方框圖一、負反饋放大電路的方框圖二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式三、深度負反饋的實質三、深度負反饋的實質四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法五、基于理想運放的放大倍數(shù)的計算方法五、基于理想運放的放大倍數(shù)的計算方法一、負反饋放大電路的方框圖斷開反饋，且斷開反饋，且考慮反饋網(wǎng)絡考慮反饋網(wǎng)絡的負載效應的負載效應決定反饋量和輸出量關

34、系決定反饋量和輸出量關系的所有元件所組成的網(wǎng)絡的所有元件所組成的網(wǎng)絡負反饋放大電路負反饋放大電路的基本放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡方框圖中信號是單向流通的。方框圖中信號是單向流通的。ioXXA基本放大電路的放大倍數(shù)基本放大電路的放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)ofXXF反饋放大電路的放大倍數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)iofXXA二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式ioXXAofXXFiofXXAiiioiifiif XFAXXAXFXXAXXXAA反饋組態(tài)反饋組態(tài)功能功能電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓控制電壓電壓控制電壓電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流控制電壓電流控制電壓電流串聯(lián)電流串聯(lián)電壓控制電流電壓控制電流電流

35、并聯(lián)電流并聯(lián)電流控制電流電流控制電流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUIFAAA1f三、深度負反饋的實質。，即，則若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f凈輸入量凈輸入量忽略不計忽略不計fifi IIUU在并聯(lián)負反饋電路中，饋電路中，上式說明：在串聯(lián)負反。電路引入的才為負反饋，只有0FA符號相同。、在中頻段，通常， fAFA環(huán)路放環(huán)路放大倍數(shù)大倍數(shù)四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法1. 電壓串聯(lián)負反饋電路uuuuFUUUUA1foiofofUUFuu211ofRRRUUFuu12f11RRFAuuuu2. 電壓并聯(lián)負

36、反饋電路 ofUIFiuRif很小很小siossososfRIURIUUUAussfo11RFRIUiu為什么為什么?為什么為什么?2. 電壓并聯(lián)負反饋電路ssosf11RFUUAiuu12ssf11RRRFAiuuofUIFiu2of1RUIFiu2ON2RuuiR令令uN=03. 電流串聯(lián)負反饋電流LfLoiof1RFURIUUAuiuofIUFui1ofRIUFuiFu1LLf1RRRFAuiu4. 電流并聯(lián)負反饋電路sL21sLsf)1 (1RRRRRRFAiiuofIIFii212ofRRRIIFiisLsosf1RRFUUAiiuLoosfsRIURIU，深度負反饋條件下四種組態(tài)負

37、反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián)sff uuAA或uuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAiuuLiof1RFUUAuiusLsosf1RRFUUAiiu符號相同。、通常， )(fsffAFAAAuu與負載無關與負載無關與總負載成與總負載成線性關系線性關系 討論一 求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。e3fe1e3e1fRRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAuf+_+_uF比較兩電路比較兩電路_ 討論二 求解在深度負反饋條件下電

38、路的電壓放大倍數(shù)。求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。 1. 第三級從射極輸出；第三級從射極輸出； 2. 若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入端跨接一電阻。入端跨接一電阻。e1ff1RRAusfRRAuR五、基于理想運放的電壓放大倍數(shù)的計算方法1. 理想運放參數(shù)特點：Aod，rid， ro0，fH ，所有失調因素、溫漂、噪聲均為零。所有失調因素、溫漂、噪聲均為零。2. 理想運放工作在線性區(qū)的電路特征：引入交、直流負：引入交、直流負反饋反饋因為因為uO為有限值，為有限值， Aod，所以，所以 uNuP0，即，即uNuP虛短路虛短路因為因為r

39、 ridid，所以，所以 iNiP0 0虛斷路虛斷路求解放大倍數(shù)求解放大倍數(shù)的基本出發(fā)點的基本出發(fā)點無源網(wǎng)絡無源網(wǎng)絡3. 理想運放工作在線性區(qū)的特點利用“虛短”、“虛斷”求解電路1IIF21 RuiiuuRR，121RRAu)(211IORRRuu清華大學 華成英 利用“虛短”、“虛斷”求解電路。1I12IPN RuiiuuuRR，L31321ILOIOfRRRRRRuRiuuAu3I1233)1 (21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR清華大學 華成英 fu 設所有的電容對交流設所有的電容對交流信號均可視為短路。試說信號均可視為短路。試說明電路中是否引入了交流明電

40、路中是否引入了交流負反饋；如引入了，則說負反饋；如引入了，則說明其組態(tài)。明其組態(tài)。fu電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋討論電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋?fuA92L7732f)/)(RRRRRRRAu6.36.3 交流負反饋對放大電路性能的影響一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性二、改變輸入電阻和輸出電阻二、改變輸入電阻和輸出電阻三、展寬頻帶三、展寬頻帶四、減小非線性失真四、減小非線性失真五、引入負反饋的一般原則五、引入負反饋的一般原則一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實數(shù)。在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實數(shù)。AFAA1fAAAFAAd11dff2f)1(1

41、ddAFAA2f)1(ddAFAA說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的 ，AF11）（AF1放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的 倍。倍。二、改變輸入電阻和輸出電阻1. 對輸入電阻的影響iiiIUR iif)1 (RAFR 對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸入端的接法有關，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。入端的接法有關，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。iiiifiiiifIAFUUIUUIUR串聯(lián)負反饋對輸入電阻影響的討論iif)1 (RAFR 引入串聯(lián)負反饋，使引入反饋的支路的等

42、效電阻增大引入串聯(lián)負反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大到原來的（到原來的（1 1AFAF）倍。）倍。 引入串聯(lián)負反饋，對圖示兩電路的輸入電阻所產生的引入串聯(lián)負反饋，對圖示兩電路的輸入電阻所產生的影響一樣碼？影響一樣碼？ Rb1支路在引入反饋前后對輸入電阻的影響有無變化？支路在引入反饋前后對輸入電阻的影響有無變化？FuiiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif串聯(lián)負反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負反饋減小輸入電阻。串聯(lián)負反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負反饋減小輸入電阻。引入并聯(lián)負反饋，或引入串聯(lián)負反饋時在0 )( )1 (ifififRRRAF2、對輸出電阻的影響 對輸出電阻的影響

43、僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸出對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸出端的接法有關，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。端的接法有關，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。AFRR1oof引入電壓負反饋時引入電壓負反饋時引入電流負反饋時引入電流負反饋時oof)1 (RAFR 電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而輸出電阻減小。輸出電阻減小。 電流負反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而電流負反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而輸出電阻增大。輸出電阻增大。電流負反饋對輸出電阻影響的討論oof)1 (RAFRRc2支路在引入反饋前后對輸出電阻的影響有無變化？支路在引入反饋前后對輸出電阻的影響有無變化？ 引入電流負反饋，使引出反饋的支路的等效電阻增大到原引入電流負反饋，使引出反饋的支路的等效電阻增大到原來的（來的（1 1AFAF）倍。）倍?；蛞腚娏髫摲答?；引入電壓負反饋時在)( 0 )1 (ofofofRRRAF三、展寬頻帶：設反饋網(wǎng)絡是純電阻網(wǎng)絡設反饋網(wǎng)絡是純電阻網(wǎng)絡Alg20fHmHLmLfj1 j11ffAAffAAFAAAO引入負反饋后的幅頻特性引入負反饋后的幅頻特性bwbwfLLfHHf)1 (1)1 (fAF