沈陽工程學院負反饋放大電路

1、沈 陽 工 程 學 院課 程 設 計設計題目： 負反饋放大電路 系 別 電力學院 班級 電機本121 學生姓名 郭藝涵 學號 2012211102 指導教師張玉梅秦宏 職稱 講師教授 起止日期： 2014年 6月23日起至2014年6月27日止沈陽工程學院課程設計任務書課程設計題目： 負反饋放大電路 系 別 電力學院 班級 電機本121 學生姓名 郭藝涵 學號 2012211102 指導教師 張玉梅 /秦宏 職稱 講師教授 課程設計進行地點： F座 203 任 務 下 達 時 間： 2014年 6 月 20日起止日期：2014 年 6月23日起至 2014年 6月27日止教研室主任 曲延華 2

2、014年 6月20日批準I負反饋放大電路1 設計主要內(nèi)容及要求1.1 設計目的（1）掌握MOSFET及BJT負反饋放大電路的構(gòu)成、原理與設計方法；（2）熟悉模擬元件的選擇、使用方法。1.2 基本要求（1）空載放大增益10倍，帶寬>10kHz；（2）輸入電阻>1M，輸出電阻<60；（3）兩級以上的放大環(huán)節(jié)。1.3 發(fā)揮部分（1） 帶寬>100kHz。（2） 差分式放大輸入級以減少干擾的措施。（3） 各部分直流限制電壓相同，便于集成。2 設計過程及論文的基本要求2.1 設計過程的基本要求（1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選2個方向：（2）符合設計要求的報告一份，其中包括邏

3、輯電路圖、實際接線圖各一份；（3）設計過程的資料、草稿要求保留并隨設計報告一起上交；報告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤上交。2.2 課程設計論文的基本要求（1）參照畢業(yè)設計論文規(guī)范打印，文字中的小圖需打印。項目齊全、不許涂改，不少于3000字。圖紙為A3，附錄中的大圖可以手繪，所有插圖不允許復印。（2）裝訂順序：封面、任務書、成績評審意見表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設計題目、設計任務、設計思路、設計框圖、各部分電路及參數(shù)計算（重要）、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹）、小結(jié)（致謝）、參考文獻、附錄（電路圖）。3 時間進度安排順序階段日期計 劃 完 成 內(nèi) 容備注12014.6.23內(nèi)容講解

4、，繪制流程圖打分22014.6.24原理圖繪制打分32014.6.25軟件介紹打分42014.6.26虛擬電路繪制及仿真打分52014.6.27報告書寫及上交打分2014.6.20I負反饋放大電路沈 陽 工 程 學 院 模擬電子技術(shù) 課程設計成績評定表系（部）： 電力學院 班級： 電機本121 學生姓名： 郭藝涵 指 導 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨立查閱文獻,收集資料；能制定課程設計方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認真，遵守紀律，出勤情況是否良好，能夠獨立完成設計工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設計任務，工作量飽滿，

5、難度適宜。0.25432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55432指導教師評審成績（加權(quán)分合計乘以12） 分加權(quán)分合計指 導 教 師 簽 名： 年 月 日評 閱 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分查閱文獻查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35432評閱教師評審成績（加權(quán)分合計乘以8）分加權(quán)分合

6、計評 閱 教 師 簽 名： 年 月 日課 程 設 計 總 評 成 績分III 摘 要本次課程設計的題目是負反饋放大電路。負反饋廣泛應用于各種電子電路以及各類控制系統(tǒng)之中，起到穩(wěn)定輸出的重要作用。在模擬電子電路中，串聯(lián)負反饋有增大輸人電阻的作用；電壓負反饋可控制電壓恒定；故采用串聯(lián)電壓負反饋，以達到設計要求。為了獲得較純凈的輸入信號，采用了差動式放大器來消除共模噪聲。再送到下一級電路，即由MOSFET管構(gòu)成的核心放大模塊。由于共源組態(tài)的放大效果比較好，輸出倒相?？梢岳闷浜颓岸瞬罘殴餐糯?，達到放大倍數(shù)要求，且信號輸出時與原相位相同。當信號經(jīng)過核心放大部分后，被送入末端匹配電路。利用BIT共集電

7、極組態(tài)輸出電阻趨于0的特性，搭建了末端匹配電路，達到輸出端對外較寬的匹配范圍。同時輸出信號再由反饋網(wǎng)絡回到差放的另一個輸入端，形成電壓串聯(lián)負反饋。這樣的反饋形式有著提高輸入電阻、穩(wěn)電壓、提高輸入電阻和拓寬通頻帶的特性，設計時正是考慮了這些特性，將其應用于電路中，實際仿真效果也達到了設計目的。在設計中，將各部分的直流限制電壓的電壓值歸一，使其更易集成，大大提高了應用價值。關(guān)鍵詞 差分式放大器，MOSFET管，電壓串聯(lián)負反饋，輸入電阻，輸出電阻，通頻帶，共集電極放大組態(tài)，輸出匹配特性，共模噪聲I目 錄1 設計任務描述11.1 設計題目：負反饋放大電路11.2 設計要求11.2.1 設計目的11.2

8、.2 基本要求11.2.3 發(fā)揮部分12 設計思路23 設計方框圖34 各部分電路設計及參數(shù)計算44.1 單入單出差分式輸入電路的設計及參數(shù)計算44.1.1 單入單出差分式輸入電路的設計：44.1.2 差分式輸入的參數(shù)計算64.2 由 MOS 管構(gòu)成的核心放大電路的設計及參數(shù)計算104.2.1 由 MOS 管構(gòu)成的核心放大電路的設計：104.2.2 由 MOS 管構(gòu)成的核心放大電路的參數(shù)計算104.3 共集電極放大電路的設計及參數(shù)計算134.3.1 共集電極放大電路的設計：134.4 負反饋網(wǎng)絡的設計和計算：154.4.1 反饋網(wǎng)絡的設計：154.4.2 增加反饋網(wǎng)絡后整體電路參數(shù)的測試與計算

9、165 工作過程分析206 元器件清單217 主要元器件介紹227.1 關(guān)于 2N2222 NPN 型 BJT 的介紹：227.1.1 特性：227.1.2 主要用途227.1.3 封裝方式：237.2 關(guān)于 2N6758 型 MOSFET 管的介紹247.2.1 主要參數(shù)：247.2.2 封裝方式：24小 結(jié)25致 謝26參考文獻27附 錄 A1 邏輯電路圖281 設計任務描述1.1 設計題目：負反饋放大電路1.2 設計要求1.2.1 設計目的(1) 掌握MOSFET及BJT負反饋放大電路的構(gòu)成、原理與設計方法；(2) 熟悉模擬元件的選擇、使用方法。1.2.2 基本要求(1) 空載放大增益1

10、0倍，帶寬>10kHz；(2) 輸入電阻>1M，輸出電阻<60；(3) 兩級以上的放大環(huán)節(jié)。1.2.3 發(fā)揮部分(1) 帶寬>100kHz。(2) 差分式放大輸入級以減少干擾的措施。(3) 各部分直流限制電壓相同，便于集成。2 設計思路根據(jù)此次模擬電子課程設計的要求，兼顧基本要求和發(fā)揮部分，我設計的負反饋放大電路主要有四個模塊構(gòu)成。即，差分輸入部分、核心放大部分、反饋部分、輸出匹配部分?？偟乃悸肥牵瑢⑿盘柌捎貌罘质捷斎霚p小干擾，使電路更具實用性；核心放大部分由 MOSFET單管共源放大電路構(gòu)成，其具有成本低、以繼承、靜態(tài)功耗低等特點；為了實現(xiàn)較小的輸出電阻，獲得與負載更

11、好的匹配特性，增加本電路的實用性，我們認為應利用共集電極三極管在放大狀態(tài)下，放大增益接近于 1，輸入電阻大輸出電阻小的特點，構(gòu)建末端匹配電路。故采用三極管共集電極放大電路作為負反饋放大電路的輸出端。 （1）差分式輸入電路的設計：由于差分式放大器的差模輸入，可以大大消除外界 干擾，故本電路在輸入端采用較為簡單的，長尾式單端輸入單端輸出的差分 式放大電路作為輸入電路。 （2）核心放大電路的設計：由于 MOSFET 的性能較優(yōu)于 BJT 管，故在構(gòu)建放大部 分時采用 MOSFET 管的單管共源放大電路。其具有放大倍數(shù)高，輸入輸出相 位相反的特點。其相位特點也決定了前端輸入的輸入端。（3）反饋環(huán)的設計

12、：根據(jù)課設題目要求，為了拓寬通頻帶，增加輸入電阻、減小輸入電阻。希望通過設計一個電壓并聯(lián)負反饋，既可將本電路可以等效成為 一個理想電壓源，來達到這一目的。 （4）末端匹配電路的設計：利用 BJT 管單管共集電極放大電路，電壓跟隨，輸出 電阻大的特性，可以進一步提升輸出電阻，改善電路輸出端電阻匹配特性。 達到精益求進的目的。 總的來說，基于本題目的基本要求，并兼顧發(fā)揮要求，采用差分輸入，和 MOSFET、BJT管在共源和共集電極兩種工作在線性區(qū)的放大電路，達到了該課設題目中掌握 MOSFET 及BJT 負反饋放大電路的構(gòu)成、原理與設計方法；熟悉模擬元件的選擇、使用方法的課設目的，滿足了這一題目的

13、基本要求和發(fā)揮要求。3 設計方框圖共集電極末端 匹配部分單入單出式差分輸入由MOS管構(gòu)成核心放大部分反饋網(wǎng)絡4 各部分電路設計及參數(shù)計算4.1 單入單出差分式輸入電路的設計及參數(shù)計算4.1.1 單入單出差分式輸入電路的設計：圖 4.1.1 單入單出差分式輸入電路圖 4.1.2單入單出的差動放大電路（原理圖）差分放大器也叫差動放大器是一種將兩個輸入端電壓的差以一固定增益放大的電子放大器，有時簡稱為“差放”。差分放大器通常被用作功率放大器（簡 稱“功放”）和發(fā)射極耦合邏輯電路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的輸入級。如果Q1Q2的特性很相似，則Va，Vb將同樣變化。例如

14、，Va變化+1V，Vb也變化+1V，因為輸出電壓Vout= VaVb =0V即Va的變化與Vb的變化相互抵消。這就是差動放大器可以作直流信號放大的原因。若差放的兩個輸入為Vin+Vin-,則它的輸出Vout為：其中Ad是差模增益（differential-mode gain ）， Ac是共模增益（common-mode gain）因此為了提高信噪比，應提高差動放大倍數(shù)，降低共模放大倍數(shù)。二者之比稱作共模抑制比（CMRR, common-mode rejection ratio）。共模放大倍數(shù) 可用下式求出：通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比（CMRR, common-mode rejec

15、tion ratio）衡量查分放大器消除共模信號的能力：由上式可知，當共模增益Ac0 時，CMRR。Re越大，Ac就越低，因此共模抑制比也就越大。因此對于完全對稱的差分放大器來說，其Ac= 0，故輸出電壓可表示為： 所謂共模放大倍數(shù)，就是Va Vb輸入相同信號似的放大倍數(shù)。如果共模放大倍數(shù)為0，則輸入噪聲對輸出沒有影響。 要減小共模放大倍數(shù)，加大Re即可，通常使用內(nèi)阻大的恒流電路來代替Re，本電路中采用了滑動變阻器、直流電壓源和電阻來構(gòu)建恒流電路的。 差分式放大器是普通的單端輸入放大器的一種推廣，只要將差放的一個輸入端接地，即可得到單端輸入的放大器。在差分放大器的另一個輸入端輸入反饋信號，從而

16、實現(xiàn)負反饋。在實用方面，常用于電機或者伺服電機控制，穩(wěn)壓電源，測量儀器以及信號放大等。 當Vo被在VT2或VT3的集電極C對地取出時，稱為單端Single ended或不平衡輸出Unbalance Output。單端較差動輸出值幅度小一倍，使用單端輸出時，共模信號不能被抑制，因Vi1與Vi2同時增加，Vc1與則減少，而且Vc1=Vc2，但Vo=Vc2并非零（產(chǎn)生零點漂移）。但是加大Re阻值可以增大負回輸而抑制輸出，并抑制共模訊號，因Vi2=Vi1時，Ii1及Ii2 也同時增加， Ie亦上升而令Ve升高，這對 VT2 和 VT3 產(chǎn)生負回輸，令 VT2 和 VT3 的增益減少，即Vo減少。 當差

17、動信號輸入時，Vi1= Vi2 ，Ic1增加而Ic2減少，總電流 Ie=Ic1+Ic2不變，因此Ve也不變，加大Re阻值電路會將差動信號放大，不會對VT2及VT3產(chǎn)生負回輸及抑制。 對于單入單出的差動放大器，其單端輸入總存在這一定的共模輸入，共模輸入為差模輸入幅度的一半，即通過單端輸入信號Vi，分解為差模信號Vi，和共模信號Vi 2后，可將單單輸入轉(zhuǎn)化為雙端輸入。這為計算其靜態(tài)參數(shù)奠定了理論基礎。 本電路是由 BJT 為核心元件構(gòu)建的單入單出差分式放大電路，該電路可消除共模噪聲，即，在輸入時，一端輸入信號和噪聲，另一端由于接地只能輸入噪聲，又由于兩輸入端位置靠近，可近似認為兩段噪聲干擾強度相同

18、，輸入后信號做差，消除噪聲輸出純凈信號。4.1.2 差分式輸入的參數(shù)計算（1）輸出電阻的計算：根據(jù)戴維南定理，差分式放大電路的輸出端可等效為一電壓源V = Arir (Ar為互助增益)與一個等效輸出電阻ro相串聯(lián)。因此，輸出電阻：Vof是空載輸出電壓，Vof是帶負載的輸出電壓，io是帶負載時的輸出電流。將圖 4.1.1 在 MULTISIM 下仿真。 上圖從左至右依次為仿真下測得的Vof，Vof，io，故可由計算輸出電阻，即：（2）輸入電阻的計算：由輸入電阻定義，即輸入電阻等于無緣而端口的輸入電壓與輸入電流的比值,可得故,可根據(jù)公式得：（3）差分放大電路的空載放大增益計算：根據(jù)放大增益的定義可

19、知：故可將差放在 MULTISIM 中仿真后獲得參數(shù)， 即：從左至右依次為仿真下空載輸出電壓Vo和輸入電壓Vi。故可由公式計算差放空載放大增益：（4）差分放大電路通頻帶的測試：通頻特性是描述電路承載信息能力的重要指標，故對于通頻帶的測試也是重要一項,可以在 MULTISIM 的仿真環(huán)境中進行測試。 由以上兩圖可知，就差放（本文中為差分式放大電路的簡稱）單獨而言，其通頻帶（5）單入單出差放的靜態(tài)參數(shù)分析及計算：差模放大倍數(shù)Ad：共模放大倍數(shù)Ac：4.2 由 MOS 管構(gòu)成的核心放大電路的設計及參數(shù)計算4.2.1 由 MOS 管構(gòu)成的核心放大電路的設計圖 4.2.1由 MOS 管構(gòu)建的核心放大電路

20、由于增強型 MOS 管的放大效果好，靜態(tài)功耗低，故選用 MOS 管搭建核心放大部分，增加旁路電容 Cs1可將電阻Rs1在交流通路中短路，又不影響其在直流通路中穩(wěn)定 BJT 靜態(tài)工作點的作用，進一步提高放大倍數(shù)。在本模塊前后增加了級間電容C1C2，為了防止前后級的靜態(tài)通路電流相互影響。根據(jù)以上思路，搭建了如圖 4.2.1 的由 MOS 管構(gòu)成的共源放大電路。也達到了本次課程設計熟練運用 MOS 管的目的。(注：本電路 MOS 管的型號為2N6758)4.2.2 由 MOS 管構(gòu)成的核心放大電路的參數(shù)計算（1）輸出電阻的計算圖 4.2.2 MOS 管構(gòu)成共源放大電路微變等效電路由圖 4.2.2 的

21、微變等效電路可知，該部分的輸出電阻:輸出電阻較小具有較佳的輸出特性。（2）輸入電阻的計算根據(jù)可計算出輸入電阻，在 MULTISIM 下仿真后得。 故，可得輸入電阻 輸入電阻在兆級，較為理想，信號損失小。（3）放大增益Av的計算由增益公式可知:即可將電路在 MULTISIM 下仿真得到輸入輸出電壓，進而求得空載放大增益。 圖 4.2.3 輸入電壓 圖 4.2.4 輸出電壓（4）通頻帶的測試由于通頻帶寬是傳輸信號的重要指標 ， 它的測試十分重要，可將放大電路在MULTISIM 中仿真，直接測試其高、低截止頻率，進而可由公式求得通頻帶寬由上圖可知:可見其通頻帶非常理想，具有較佳的通頻特性。4.3 共

22、集電極放大電路的設計及參數(shù)計算4.3.1 共集電極放大電路的設計：圖 4.3.1 共集電極組態(tài)放大電路設計思路：共集電極電路有著 Av 1Rin很大Rout很小，這些特點使得共集電極組態(tài)有著良好的輸入輸出匹配特性。在本電路中，利用其輸出電阻小的特性，減小整體電路的輸出電阻?；谶@樣的思路，設計了圖 4.3.1 共集電極組態(tài)放大電路。（1）靜態(tài)工作點Q的計算： 由KVL：（2）輸入電阻Ri的計算共集電極組態(tài)放大電路微變等效電路如下：圖 4.3.2 共集電極組態(tài)放大電路微變等效電路由上式：該級與 MOS 管構(gòu)成的核心放大電路級聯(lián)，MOS 管輸出電阻與 BJT 輸入電阻之比大于 50%有較佳的匹配特

23、性。（3）輸出電阻Rout的計算可用實驗法，根據(jù)公式:其中Vof 為開路輸出電壓，Vof 為帶負載時輸出電壓，io 為帶負載時的輸出電流。將圖 4.3.1 在 MULTISIM 中仿真后得到公式中參數(shù)。輸出電阻較小，起到了其降低整體電路輸出電阻的作用。將其與其他模塊配合，可進一步減小輸出電阻。在后續(xù)增加負反饋后，又可進一步大幅度減小輸出電阻，最終可將輸出電阻降至 50 以下，達到本次課程設計的要求。（4）放大增益Av的計算根據(jù)放大增益定義,即放大增益等于輸出量與輸入量的比值：實驗中Vof 略小于Vo ，是由于該部分有內(nèi)阻，占據(jù)一小部分電壓，導致輸出電壓下雨輸入電壓。但是，放大增益Av近似等于

24、1，與理論中共集電極放大組態(tài)Av= 1結(jié)論一致。（6）通頻帶的測試通頻特性是衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力，是電路性能的重要指標之一，對其進行測試可以更好的了解各部分電路對信號的選擇范圍。將該部分在 MULTISIM 下仿真，用波特儀得到其波特圖，既通頻特性曲線如下：由上圖可知，共集電極放大電路的波特圖，在1.32Hz,9.3MHz頻率之間均平坦，有較寬的帶寬，同時也拓寬了整體電路的通頻帶。4.4 負反饋網(wǎng)絡的設計和計算：4.4.1 反饋網(wǎng)絡的設計：圖 4.4.1 反饋網(wǎng)絡上圖中電阻Rf將輸入輸出聯(lián)通構(gòu)成反饋網(wǎng)絡。由瞬時極性法可知，差分式放大電路共射輸出，倒像；MOS 管共源放大組態(tài)，倒

25、像輸出；共集電極放大組態(tài)，不改變相位；反饋網(wǎng)絡由電阻構(gòu)成不改變相位。根據(jù)以上分析可知，信號正相輸入后經(jīng)過兩次倒像，最終輸出和反饋信號與輸入信號同相。故，可以判斷形成的反饋類型是電壓串聯(lián)負反饋。這種類型的反饋有著增大輸入電阻，穩(wěn)定輸出電壓，拓寬通頻帶，降低輸出電阻的特點?？蛇M一步完善整體電路的輸入輸出電阻，通頻等性能。4.4.2 增加反饋網(wǎng)絡后整體電路參數(shù)的測試與計算（1）輸入電阻Ri的計算：由輸入電阻定義可知，輸入電阻即為將網(wǎng)絡中電壓源和電流源不作用，外加電源后，電壓源與輸入電流的比值，在本電路中，由于只有一個電壓源輸入，只要測得輸入電流即可。并帶入公式： 求得。下面即是 MULTISIM 下

26、仿真的測試結(jié)果。 輸入電壓 = 3mV 輸入電流 = 2.808nA 綜上，代入公式可求得輸入電阻。即： 該輸入電阻滿足本次課程設計的基本要求。在實際應用中，該輸入電阻值大，較為理想，具有較好的前段匹配特性，可以連接多種帶內(nèi)阻的實際電壓源。具有廣闊的應用范圍。另外，與未加負反饋前的電路相比，由 4.1.2（2）可知，前端輸入電阻只有一百千歐左右，遠達不到理想效果，但是通過加串聯(lián)負反饋大大提升了輸入電阻使其提高了三個數(shù)量級，這與理論中串聯(lián)負反饋可以提高輸入電阻相一致，也達到了設計串聯(lián)負反饋進一步大幅提升輸入電阻的設計初衷。（2）輸出電阻Rout的計算：根據(jù)戴維南定理，任意一電路的輸出端可等效為一

27、電壓源V = Arir (Ar為互助增益)與一等效輸出電阻ro相串聯(lián)。因此，輸出電阻：其中，Vof 是空載輸出電壓，Vof 是帶負載的輸出電壓，io 是帶負載時的輸出電流。故，可將如圖 4.4.1 電路在 MULTISIM 下仿真，測出公式中各參數(shù)： 空載輸出電壓V 帶負載的輸出電壓V 帶負載時的輸出電流i代入公式：本次課程設計的基本要求之一，即輸出電阻小于50，所以再添加負反饋后輸入電阻為43.02小于 50 。未加負反饋前輸入電阻： 相比，是原輸入電阻的 1/3，可見通過負反饋大大減低了輸出電阻。從反饋類型來看，本電路屬于電壓串聯(lián)負反饋，由電壓負反饋可知，該反饋類型可穩(wěn)定輸出電壓，從輸出端

28、看可相當于理想電壓源，輸入電阻理想情況趨近于 0。故本電路與理論情況吻合，達到預期設計效果。（3）空載放大增益Av的測試和計算：根據(jù)放大增益定義,即放大增益等于輸出量與輸入量的比值：其中 Vo為空載輸出電壓； Vi為空載輸入電壓，將圖 4.4.1 中電路在 MULTISIM 下仿真，即可測出空載時輸出輸入電壓，再帶入公式即可求得空載放大增益Av?？蛰d輸出電壓Vo 空載輸出電壓Vi 故，可求得空載放大增益：由上式可知Av=10.512>10,滿足本次課程設計對空載放大倍數(shù)的要求。在本次設計的電路中，采用多級放大，這樣可以保證整體電路有一個良好的輸入輸出匹配特性，而不是一級放大，這樣無法即保

29、證較大的輸入電阻，又保證較小的輸出電阻和放大倍數(shù)是很難實現(xiàn)的，也是沒有實際價值的。故設計多級放大，利用不同組態(tài)的不同特性構(gòu)建前端，中間，末端電路。這樣使得電路即滿足各種要求，又具有一定的實用性。（4）通頻帶的測試：在 MULTISIM 下仿真圖 4.4.1 電路，可用Bode儀測出其Bode圖，再由得出通頻帶寬。由于 2MHz>>100KHz>>10KHz,所以帶寬方面既滿足了本次課設的基本要求又達到了發(fā)揮要求。通頻帶用于衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力。由于放大電路中電容、電感及半導體器件結(jié)電容等電抗元件的存在，在輸入信號頻率較低或較高時，放大倍數(shù)的數(shù)值會下降并產(chǎn)

30、生相移。通常情況下，放大電路只適用于放大某一個特定頻率范圍內(nèi)的信號。較寬的通頻帶，有著更廣闊的使用頻率，對信息的反應速度也更快。故，本電路的實際仿真效果達到了預期設計的目標。5 工作過程分析本次課程設計的課題是負反饋放大電路，實現(xiàn)空載放大增益大于 10，通頻帶寬大于 100KHz，輸入電阻大于 1M，輸出電阻小于 50 ，并在輸入端采用差分輸入的多級放大負反饋電路。 本系統(tǒng)的設計由差分式輸入模塊、MOS構(gòu)建核心放大模塊、共集電極放大組態(tài)末端匹配模塊、電壓串聯(lián)負反饋模塊四部分構(gòu)成。交流電壓源 3mV，1KHz，作為本電路的電壓源，由輸入端輸入通過差分電路消除信號噪聲，同時，由于差放中BJT為共發(fā)

31、射級組態(tài)，將信號倒相通過隔直流的級間電容送到由MOS管構(gòu)建的共源組態(tài)放大電路，對信號進行核心放大，同時，由于MOSFET管處于共源放大組態(tài)，輸出與輸入相位差為180°，信號經(jīng)過兩次倒相，又以原相位輸入到下一級（與電壓源相位相同），即信號通過級間電容輸入到由BJT共集電極組態(tài)構(gòu)成放大電路，由共集電極組態(tài)特性，放大倍數(shù)近似等于1，輸出電阻趨于無窮，非常適合作為末端電路，以降低整體電路的輸出電阻，達到良好的對外匹配特性；信號經(jīng)過這一模塊是由于是共集電極組態(tài)，故不會改變信號的相位，信號最終將以原相位輸出。輸出信號經(jīng)過由反饋電阻構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡返回到差分輸入模塊的另一輸入端，完成反饋，總的來看，

32、該反饋的反饋類型為電壓串聯(lián)負反饋；從反饋效果上看，該反饋起到了很好的降低輸出電阻、抬高輸出電阻、拓寬通頻帶和增強差分輸入的降噪功能。到達了畫龍點睛的效果，順利的滿足了各項設計要求，并到達了三項發(fā)揮要求。6 元器件清單序號元件名稱規(guī)格及用途數(shù)量1三極管（BTJ）2N2222:構(gòu)建差動和匹配電路32MOSFET管2N6758:放大13交流電壓源3mVrms，1kHz，0Deg；輸入14直流電壓源+15V：限制電壓15直流電壓源-15V：構(gòu)成電流源16電容50F:級及間隔電流37電阻64.9k28電阻50 k29電阻27 k110電阻500M111電阻300 k112電阻5 k113電阻25 k11

33、4電阻240 k115電阻20 k116電阻60 k117電阻1.25 M118滑動變阻器500 17 主要元器件介紹7.1 關(guān)于 2N2222 NPN 型 BJT 的介紹：9013 是一種最常用的普通NPN三極管,它是一種低電壓,大電流,小信號的NPN型硅三極管。7.1.1 特性：最大電流 High current(max.800mA)集電極-基極電壓 Vcbo：40V工作溫度：-65 to +150和 2N2222A（PNP）相對Collector cut-off current: Ie=0;Vcb=60v；Tamb=150°CEmitter cut-off current: I

34、c=0;Veb=3v;Iebo=10nA7.1.2 主要用途射頻放大開關(guān)應用7.1.3 封裝方式： 7.2 關(guān)于 2N6758 型 MOSFET 管的介紹7.2.1 主要參數(shù)：7.2.2 封裝方式：小 結(jié)負反饋放大電路是模擬電子技術(shù)中一種基礎的典型的常用的應用。采用不同種類的負反饋，可以達到不同設計要求的電路效果。由于本次課程設計的要求是電壓信號的放大，故我采用了負反饋中具有穩(wěn)壓，提高輸出電阻的電壓串聯(lián)負反饋。整體電路在反饋類型上可以等效為一恒壓源，理論中具有很大的輸入電阻和很小的輸出電阻且輸出電壓信號穩(wěn)定，抗干擾能力強。為了獲得較純凈的輸入信號，送給核心放大部分放大，故采用了差動式放大器來消除共模噪聲，獲得純凈的信號，再送到下一級電路，即由MOSFET管構(gòu)成的核心放大模塊。增強型MOSFETS管的放大效果好，靜態(tài)功耗低。故核心放大部分由MOS管來構(gòu)建。MOS管有著不同的放大組態(tài)，不同的放大組