電工學(xué).放大電路中的負(fù)反饋

電工學(xué).放大電路中的負(fù)反饋第一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一反饋放大電路的三個環(huán)節(jié)：基本放大電路比較環(huán)節(jié)反饋放大電路的方框圖反饋電路輸出信號輸入信號反饋信號反饋系數(shù)凈輸入信號放大倍數(shù)反饋電路F–基本放大電路A+第二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一反饋放大電路的方框圖凈輸入信號若三者同相，則

Xd=Xi–Xf可見Xd<Xi

，即反饋信號起了削弱凈輸入信號的作用（負(fù)反饋）。反饋電路F–基本放大電路A+第三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一直流反饋：反饋只對直流分量起作用，反饋元件只能傳遞直流信號。負(fù)反饋：反饋削弱凈輸入信號，使放大倍數(shù)降低。在振蕩器中引入正反饋，用以產(chǎn)生波形。交流反饋：反饋只對交流分量起作用，反饋元件只能傳遞交流信號。在放大電路中，出現(xiàn)正反饋將使放大器產(chǎn)生自激振蕩，使放大器不能正常工作。正反饋：反饋增強凈輸入信號，使放大倍數(shù)提高。引入交流負(fù)反饋的目的：改善放大電路的性能引入直流負(fù)反饋的目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點16.6.2

負(fù)反饋的類型1.反饋的分類第四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.

負(fù)反饋的類型1)根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。

電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻的作用。

電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻的作用。如果反饋信號取自輸出電壓，叫電壓反饋。如果反饋信號取自輸出電流，叫電流反饋。第五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2)

根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋信號與輸入信號以電壓形式作比較，稱為串聯(lián)反饋。反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號與輸入信號以電流形式作比較，稱為并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大，并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。第六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一負(fù)反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋的類型穩(wěn)定靜態(tài)工作點第七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一3.負(fù)反饋類型的判別步驟3)

判別是否負(fù)反饋？2)

判別是交流反饋還是直流反饋？4)

是負(fù)反饋！判斷是何種類型的負(fù)反饋？1)

找出反饋網(wǎng)絡(luò)（一般是電阻、電容）。第八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

1)

判別反饋元件（一般是電阻、電容）

(1)連接在輸入與輸出之間的元件。

(2)為輸入回路與輸出回路所共有的元件。發(fā)射極電阻RE為輸入回路與輸出回路所共有，所以RE是反饋元件。例1：RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–第九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–2)判斷是交流反饋還是直流反饋交、直流分量的信號均可通過RE，所以RE引入的是交、直流反饋。

如果有發(fā)射極旁路電容，RE中僅有直流分量的信號通過，這時RE引入的則是直流反饋。ＣE例1：第十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例1：

3)判斷反饋類型凈輸入信號：

ui

與

uf串聯(lián),以電壓形式比較——串聯(lián)反饋

ui正半周時,uf也是正半周,即兩者同相——負(fù)反饋

uf正比于輸出電流——電流反饋

——串聯(lián)電流負(fù)反饋+uf–+–RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–ieube

ube

=ui-

uf

uf

=ieRE

Ube

=Ui-

Uf

可見

Ube

<

Ui,反饋電壓Uf削弱了凈輸入電壓

icRC第十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一結(jié)論：反饋過程：電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用反饋類型

——串聯(lián)電流負(fù)反饋RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–IcUfUbeibIcuf

icRC+uf–+–ube

Ube

=Ui-

Uf第十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一電阻RF連接在輸入與輸出之間，所以RF是反饋元件。2)判斷是交流反饋還是直流反饋交、直流分量的信號均可通過RF，所以

RF引入的是交、直流反饋。例2：1)判反饋元件+UCCRCC1RF++––RS+–C2++RLeSuiuo第十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一3)判斷反饋類型例2：凈輸入信號：

ii與if并聯(lián)，以電流形式比較——并聯(lián)反饋

ii

正半周時，if也是正半周，即兩者同相——負(fù)反饋

if

正比于輸出電壓——電壓反饋

if與

uo反相——并聯(lián)電壓負(fù)反饋

+UCCRCC1RF++––RS+–C2++RLeSuiuoiiibif

ib=

ii-if

Ib=

Ii-If

可見

Ib

<

Ii,反饋電流If削弱了凈輸入電流第十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一反饋過程：電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用反饋類型

——并聯(lián)電壓負(fù)反饋例2：+UCCRCC1RF++––RS+–C2++RLeSuiuoiiibifUoifibicUo

Ib=

Ii-If第十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

4.

利用瞬時極性法判斷負(fù)反饋++－+

(1)設(shè)接“地”參考點的電位為零，在某點對“地”電壓（即電位）的正半周，該點交流電位的瞬時極性為正；在負(fù)半周則為負(fù)。

(2)設(shè)基極瞬時極性為正，根據(jù)集電極瞬時極性與基極相反、發(fā)射極(接有發(fā)射極電阻而無旁路電容時)瞬時極性與基極相同的原則，標(biāo)出相關(guān)各點的瞬時極性。第十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

4.

利用瞬時極性法判斷負(fù)反饋++－－

(3)若反饋信號與輸入信號加在同一電極上，

(4)若反饋信號與輸入信號加在兩個電極上，兩者極性相反為負(fù)反饋；極性相同為正反饋。兩者極性相同為負(fù)反饋；極性相反為正反饋。第十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一反饋到基極為并聯(lián)反饋反饋到發(fā)射極為串聯(lián)反饋判斷串、并聯(lián)反饋ib=ii–ifibiiifube=ui–uf++–ui–ube+–uf第十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一共發(fā)射極電路判斷電壓、電流反饋從集電極引出為電壓反饋從發(fā)射極引出為電流反饋uoRL+–RLioiE第十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一判斷反饋類型的口訣：共發(fā)射極電路共集電極電路為典型的電壓串聯(lián)負(fù)反饋。集出為壓，射出為流，基入為并，射入為串。第二十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解:

RE2對交流不起作用，引入的是直流反饋；RE1對本級引入串聯(lián)電流負(fù)反饋。RE1、RF對交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo第二十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解:RE1、RF引入越級串聯(lián)電壓負(fù)反饋。－+－+

T2集電極的反饋到T1的發(fā)射極，提高了E1的交流電位，使Ube1減小，故為負(fù)反饋；反饋從T2的集電極引出，是電壓反饋；反饋電壓引入到T1的發(fā)射極，是串聯(lián)反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo第二十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例4：如果RF不接在T2的集電極，而是接C2與RL之間，兩者有何不同？解:

因電容C2的隔直流作用，這時RE1、RF僅引入交流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo×第二十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例5：如果RF的另一端不接在T1的發(fā)射極，而是接在它的基極，兩者有何不同，是否會變成正反饋？解:

T2集電極的反饋到T1的基極，提高了B1的交流電位，使Ube1增大，故為正反饋；

這時RE1、RF引入越級正反饋。－+－+RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo第二十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一RF2(R1、R2):

直流反饋（穩(wěn)定靜態(tài)工作點）RF、CF:

交流電壓并聯(lián)負(fù)反饋+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1:交直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋+––+++–++UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)–例6：RFRE2:

直流反饋第二十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一20F++++470k6003.9k+20F470k3.9k50F2k47050F100F47030k3DG63DG6(c)+6V+––––++(d)+50k2k2k8k3k3k50F50F50F+20V+––––電流并聯(lián)負(fù)反饋正反饋兩個2k電阻構(gòu)成交直流反饋兩個470k第二十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.6.3負(fù)反饋對放大電路性能的影響反饋放大電路的基本方程反饋系數(shù)凈輸入信號開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)反饋電路F–基本放大電路A+第二十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一1.

降低放大倍數(shù)負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。則有：(參見教材P59例題)同相，所以

AF是正實數(shù)負(fù)反饋時，

|1+AF|稱為反饋深度，其值愈大，負(fù)反饋作用愈強，Af也就愈小。射極輸出器、不帶旁路電容的共射放大電路的電壓放大倍數(shù)較低就是因為電路中引入了負(fù)反饋。第二十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。放大倍數(shù)下降至1/(1+|AF|)倍，其穩(wěn)定性提高1+|AF|倍。若|AF|>>1，稱為深度負(fù)反饋，此時：在深度負(fù)反饋的情況下，閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋電路的參數(shù)有關(guān)。第二十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例：|A|=300，|F|=0.01。第三十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一3.

改善波形失真Auiufud加反饋前加反饋后uo大略小略大略小略大負(fù)反饋是利用失真的波形來改善波形的失真，因此只能減小失真，而不能完全消除失真。uoAF小接近正弦波正弦波ui第三十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一4.展寬通頻帶引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加無負(fù)反饋有負(fù)反饋BWfBWf|Au|O第三十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例：中頻放大倍數(shù)

|A0|=103，反饋系數(shù)

|F|=0.01在原上限、下限頻率處說明加入負(fù)反饋后，原上限、下限頻率仍在通頻帶內(nèi)，即通頻帶加寬了。第三十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一uiubeib++––5.

對輸入電阻的影響在同樣的

ib下，ui=ube+uf

>ube，所以

rif

提高。1)串聯(lián)負(fù)反饋無負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：uf+–使電路的輸入電阻提高第三十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一if無負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：在同樣的ube下，ii

=ib+if>ib，所以rif

降低。2)并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻降低iiibube+–第三十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。1)電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻降低2)電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻提高6.對輸出電阻的影響第三十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.7

放大電路的頻率特性

阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射極旁路電容及三極管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻率變化，故當(dāng)信號頻率不同時，放大電路的輸出電壓相對于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。頻率特性幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的模|Au|與頻率f

的關(guān)系相頻特性：輸出電壓相對于輸入電壓的相位移與頻率f的關(guān)系第三十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一通頻帶f|Au

|0.707|Auo|fLfH|Auo|幅頻特性下限截止頻率上限截止頻率耦合、旁路電容造成。三極管結(jié)電容、

造成f

–270°

–180°

–90°相頻特性O(shè)第三十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一在中頻段

所以，在中頻段可認(rèn)為電容不影響交流信號的傳送，放大電路的放大倍數(shù)與信號頻率無關(guān)。(前面所討論的放大倍數(shù)及輸出電壓相對于輸入電壓的相位移均是指中頻段的)

三極管的極間電容和導(dǎo)線的分布電容很小，可認(rèn)為它們的等效電容CO與負(fù)載并聯(lián)。由于CO的電容量很小，它對中頻段信號的容抗很大，可視作開路。由于耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容量較大，故對中頻段信號的容抗很小，可視作短路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-第三十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

由于信號的頻率較低，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗較大，其分壓作用不能忽略。以至實際送到三極管輸入端的電壓

比輸入信號

要小，故放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生越前的相位移（相對于中頻段）。在低頻段：所以，在低頻段放大倍數(shù)降低和相位移越前的主要原因是耦合電容和發(fā)射極旁路電容的影響。

CO的容抗比中頻段還大，仍可視作開路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2第四十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一由于信號的頻率較高，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗比中頻段還小，仍可視作短路。在高頻段：所以，在高頻段放大倍數(shù)降低和相位移滯后的主要原因是三極管電流放大系數(shù)、極間電容和導(dǎo)線的分布電容的影響。

CO的容抗將減小，它與負(fù)載并聯(lián)，使總負(fù)載阻抗減小，在高頻時三極管的電流放大系數(shù)也下降，因而使輸出電壓減小，電壓放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生滯后的相位移（相對于中頻段）。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo第四十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

16.8

多級放大電路及其級間耦合方式耦合方式：信號源與放大電路之間、兩級放大電路之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。動態(tài):傳送信號減少壓降損失靜態(tài)：保證各級有合適的Q點波形不失真第二級

推動級

輸入級輸出級輸入輸出多級放大電路的框圖對耦合電路的要求第四十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.8.1

阻容耦合第一級第二級負(fù)載信號源兩級之間通過耦合電容

C2與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2第四十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一1.

靜態(tài)分析

由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，每級的靜態(tài)工作點互相獨立，互不影響，可以各級單獨計算。兩級放大電路均為共發(fā)射極分壓式偏置電路。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2第四十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.

動態(tài)分析微變等效電路第一級第二級rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1第四十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一例2:

如圖所示的兩級電壓放大電路，已知β1=β2=50,T1和T2均為3DG8D。(1)計算前、后級放大電路的靜態(tài)值(UBE=0.6V);(2)求放大電路的輸入電阻和輸出電阻；

(3)

求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)。

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k第四十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一解:

(1)兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計算。第一級是射極輸出器:

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k第四十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一第二級是分壓式偏置電路RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k解:第四十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一第二級是分壓式偏置電路RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k解:第四十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_(2)

計算

r

i和r

0由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻

ri等于第一級的輸入電阻ri1。第一級是射極輸出器，它的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即是第二級輸入電阻

ri2。微變等效電路第五十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_(2)

計算

r

i和r

0第五十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一(2)計算

r

i和r

0rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_第五十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)第一級放大電路為射極輸出器rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_第五十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)rbe2RC2rbe1RB1RE1+_+_+_第二級放大電路為共發(fā)射極放大電路總電壓放大倍數(shù)第五十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一應(yīng)用舉例鎳鎘電池恒流充電電路原理:三極管工作于恒流狀態(tài)，基極電位恒為6V；調(diào)整轉(zhuǎn)換開關(guān)Ｓ使充電電流限制在50mA和100mA;性能:正常充電時間7小時左右;充電電流為恒定值；充電電流大小由電池額定容量確定。LED電池R3u2TrD~220VR2S50mA100mADZ6V6V+R5R4R1C+–T第五十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

LED發(fā)光二極管承受正向電壓導(dǎo)通發(fā)光,發(fā)光強度與通過的電流大小有關(guān)。LED與R5串聯(lián)后，接于R4兩端，R4兩端電壓的大小，反映充電電流的大小，LED發(fā)光的亮、暗指示S的位置,R5是LED的限流電阻,使通過LED的電流限制在一定數(shù)值。LED電池R3u2TrD~220VR2S50mA100mADZ6V6V+R5R4R1C+–T第五十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.8.2

直接耦合直接耦合：將前級的輸出端直接接后級的輸入端?？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蛑绷髁孔兓男盘枴?UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE2第五十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.零點漂移零點漂移：指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO產(chǎn)生的原因：晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓波動、電路元件參數(shù)的變化。直接耦合存在的兩個問題：1.前后級靜態(tài)工作點相互影響第五十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一若由于溫度的升高IC1增加1%，試計算輸出電壓Uo變化了多少？已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1=2.31.01mA=2.323mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V例：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZ第五十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。例：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC2=2?

IC2=500.147mA=7.35mAUo=8.325－7.75V=0.575V

提高了7.42%

可見，當(dāng)輸入信號為零時，由于溫度的變化，輸出電壓發(fā)生了變化即有零點漂移現(xiàn)象。第六十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一零點漂移的危害：直接影響對輸入信號測量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴(yán)重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點漂移的指標(biāo)。輸入端等效漂移電壓輸出端漂移電壓電壓放大倍數(shù)

只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。第六十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。通頻帶f|Au

|0.707|Auo|OfH|Auo|幅頻特性抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個重要的問題。適合于集成化的要求，在集成運放的內(nèi)部，級間都是直接耦合。第六十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.9

差動放大電路16.9.1差動放大電路的工作情況電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。差動放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差動放大原理電路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2兩個輸入、兩個輸出兩管靜態(tài)工作點相同第六十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一1.零點漂移的抑制uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0靜態(tài)時，ui1

=

ui2

=0當(dāng)溫度升高時ICVC（兩管變化量相等）對稱差動放大電路對兩管所產(chǎn)生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2第六十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.有信號輸入時的工作情況兩管集電極電位呈等量同向變化，所以輸出電壓為零，即對共模信號沒有放大能力。(1)共模信號

ui1=ui2

大小相等、極性相同差動電路抑制共模信號能力的大小，反映了它對零點漂移的抑制水平。+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+–ui1ui2++––T2+–+–+–+–+–+–共模信號需要抑制第六十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T22.有信號輸入時的工作情況兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化，(2)

差模信號

ui1=–ui2

大小相等、極性相反uo=(VC1－VC1

)－(VC2+

VC１)=－2VC1即對差模信號有放大能力。+–+–+–+–+–+–差模信號是有用信號第六十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一(3)比較輸入

ui1、ui2大小和極性是任意的。例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信號差模信號放大器只放大兩個輸入信號的差值信號—差動放大電路。這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動控制系統(tǒng)中是常見的。第六十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一（CommonModeRejectionRatio)全面衡量差動放大電路放大差模信號和抑制共模信號的能力。差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)

KCMR越大，說明差放分辨差模信號的能力越強，而抑制共模信號的能力越強。3.共模抑制比共模抑制比第六十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

若電路完全對稱，理想情況下共模放大倍數(shù)Ac=0

輸出電壓

uo

=

Ad

（ui1－

ui2）=

Ad

uid

若電路不完全對稱，則Ac0，實際輸出電壓

uo

=Acuic+

Ad

uid即共模信號對輸出有影響。第六十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.9.2典型差動放大電路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–RE的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點，限制每個管子的漂移。EE：用于補償RE上的壓降，以獲得合適的工作點。第七十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.10

互補對稱功率放大電路16.10.1

對功率放大電路的基本要求功率放大電路的作用：是放大電路的輸出級，去推動負(fù)載工作。例如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)、電動機旋轉(zhuǎn)等。(1)在不失真的情況下能輸出盡可能大的功率。(2)由于功率較大，就要求提高效率。第七十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管的工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)晶體管在輸入信號的整個周期都導(dǎo)通靜態(tài)IC較大，波形好,管耗大效率低。乙類工作狀態(tài)晶體管只在輸入信號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通，靜態(tài)IC=0，波形嚴(yán)重失真,管耗小效率高。甲乙類工作狀態(tài)晶體管導(dǎo)通的時間大于半個周期，靜態(tài)IC0，一般功放常采用。第七十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.10.2

互補對稱放大電路互補對稱電路是集成功率放大電路輸出級的基本形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負(fù)載耦合時，由于省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器(OutputTransformerless)電路，簡稱OTL電路。若互補對稱電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無輸出電容(OutputCapacitorless)電路，簡稱OCL電路。

OTL電路采用單電源供電，OCL電路采用雙電源供電。第七十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一1.

OTL電路(1)

特點T1、T2的特性一致；一個NPN型、一個PNP型兩管均接成射極輸出器；輸出端有大電容；單電源供電。(2)靜態(tài)時(ui=0),

IC10，IC20OTL原理電路電容兩端的電壓RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-第七十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一RLuiT1T2Auo+-+-(3)動態(tài)時設(shè)輸入端在UCC/2直流基礎(chǔ)上加入正弦信號。T1導(dǎo)通、T2截止；同時給電容充電T2導(dǎo)通、T1截止；電容放電，相當(dāng)于電源若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負(fù)載上得到的交流信號正負(fù)半周對稱。ic1ic2交流通路uo輸入交流信號ui的正半周輸入交流信號ui的負(fù)半周第七十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一

(4)交越失真當(dāng)輸入信號ui為正弦波時，輸出信號在過零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真。

交越失真產(chǎn)生的原因由于晶體管特性存在非線性，

ui

<死區(qū)電壓晶體管導(dǎo)通不好。交越失真采用各種電路以產(chǎn)生有不大的偏流，使靜態(tài)工作點稍高于截止點，即工作于甲乙類狀態(tài)?？朔辉绞д娴拇胧﹗itOuotO第七十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一R1RLuIT1T2+UCCCAuo++-+-R2D1D2動態(tài)時，設(shè)ui

加入正弦信號。正半周T2截止，T1基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。負(fù)半周T1截止，T2基極電位進(jìn)一步降低，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。靜態(tài)時T1、T2

兩管發(fā)射結(jié)電壓分別為二極管D1、D2的正向?qū)▔航?，致使兩管均處于微弱?dǎo)通狀態(tài)。(5)克服交越失真的電路第七十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一uiuo+–UCCT1T2+UCCRL–2.OCL電路ic1ic2靜態(tài)時：ui=0V,iC10，iC20uo=0V。動態(tài)時：ui

<0VT2導(dǎo)通，T1截止ui

>0VT1導(dǎo)通，T2截止特點：

雙電源供電、輸出無電容器。uoOCL原理電路第七十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.11

場效應(yīng)管及其放大電路場效應(yīng)晶體管是利用電場效應(yīng)來控制電流的一種半導(dǎo)體器件，即是電壓控制元件。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，所以它的輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。結(jié)型場效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)不同場效應(yīng)管有兩種:絕緣柵型場效應(yīng)管本節(jié)僅介紹絕緣柵型場效應(yīng)管按工作狀態(tài)可分為：增強型和耗盡型兩類每類又有N溝道和P溝道之分第七十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一16.11.1

絕緣柵場效應(yīng)管漏極D柵極和其它電極及硅片之間是絕緣的，稱絕緣柵型場效應(yīng)管。金屬電極(1)

N溝道增強型管的結(jié)構(gòu)柵極G源極S1.

增強型絕緣柵場效應(yīng)管SiO2絕緣層P型硅襯底

高摻雜N區(qū)第八十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一GSD符號：由于柵極是絕緣的，柵極電流幾乎為零，輸入電阻很高，最高可達(dá)1014。漏極D金屬電極柵極G源極SSiO2絕緣層P型硅襯底

高摻雜N區(qū)由于金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層目前常用二氧化硅，故又稱金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS場效應(yīng)管。第八十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一(2)N溝道增強型管的工作原理EGP型硅襯底N+N+GSD+–UGSED+–

由結(jié)構(gòu)圖可見，N+型漏區(qū)和N+型源區(qū)之間被P型襯底隔開，漏極和源極之間是兩個背靠背的PN結(jié)。

當(dāng)柵源電壓UGS=0時，不管漏極和源極之間所加電壓的極性如何，其中總有一個PN結(jié)是反向偏置的，反向電阻很高，漏極電流近似為零。SD第八十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一EGP型硅襯底N+N+GSD+–UGSED+–

當(dāng)UGS>0時，P型襯底中的電子受到電場力的吸引到達(dá)表層，填補空穴形成負(fù)離子的耗盡層；N型導(dǎo)電溝道在漏極電源的作用下將產(chǎn)生漏極電流ID，管子導(dǎo)通。當(dāng)UGS>UGS（th）時，將出現(xiàn)N型導(dǎo)電溝道，將D-S連接起來。UGS愈高，導(dǎo)電溝道愈寬。(2)N溝道增強型管的工作原理第八十三頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一EGP型硅襯底N+N+GSD+–UGSED+–N型導(dǎo)電溝道當(dāng)UGS

UGS(th）后，場效應(yīng)管才形成導(dǎo)電溝道，開始導(dǎo)通，若漏–源之間加上一定的電壓UDS，則有漏極電流ID產(chǎn)生。在一定的UDS下漏極電流ID的大小與柵源電壓UGS有關(guān)。所以，場效應(yīng)管是一種電壓控制電流的器件。在一定的漏–源電壓UDS下，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵源電壓稱為開啟電壓UGS(th）。(2)N溝道增強型管的工作原理第八十四頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一(3)特性曲線有導(dǎo)電溝道轉(zhuǎn)移特性曲線無導(dǎo)電溝道開啟電壓UGS(th）UDSUGS/ID/mAUDS/VoUGS=1VUGS=2VUGS=3VUGS=4V漏極特性曲線恒流區(qū)可變電阻區(qū)截止區(qū)第八十五頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一N型襯底P+P+GSD符號：結(jié)構(gòu)(4)P溝道增強型SiO2絕緣層加電壓才形成

P型導(dǎo)電溝道增強型場效應(yīng)管只有當(dāng)UGS

UGS(th）時才形成導(dǎo)電溝道。第八十六頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.

耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管GSD符號：如果MOS管在制造時導(dǎo)電溝道就已形成，稱為耗盡型場效應(yīng)管。(1)N溝道耗盡型管SiO2絕緣層中摻有正離子予埋了N型導(dǎo)電溝道第八十七頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.

耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管由于耗盡型場效應(yīng)管預(yù)埋了導(dǎo)電溝道，所以在UGS=0時，若漏–源之間加上一定的電壓UDS，也會有漏極電流ID產(chǎn)生。當(dāng)UGS>0時，使導(dǎo)電溝道變寬，ID增大；當(dāng)UGS<0時，使導(dǎo)電溝道變窄，ID減??；UGS負(fù)值愈高，溝道愈窄，ID就愈小。

當(dāng)UGS達(dá)到一定負(fù)值時，N型導(dǎo)電溝道消失，ID=0，稱為場效應(yīng)管處于夾斷狀態(tài)（即截止）。這時的UGS稱為夾斷電壓，用UGS(off）表示。

這時的漏極電流用

IDSS表示，稱為飽和漏極電流。第八十八頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一(2)耗盡型N溝道MOS管的特性曲線夾斷電壓耗盡型的MOS管UGS=0時就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓到一定值時才能夾斷。

UGS(off)轉(zhuǎn)移特性曲線0ID/mA

UGS/V-1-2-348121612UDS=常數(shù)UDSUGS=0UGS<0UGS>0漏極特性曲線0ID/mA16201248121648IDSS第八十九頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一2.

耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管(3)P溝道耗盡型管符號：GSD予埋了P型導(dǎo)電溝道SiO2絕緣層中摻有負(fù)離子第九十頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一耗盡型GSDGSD增強型N溝道P溝道GSDGSDN溝道P溝道G、S之間加一定電壓才形成導(dǎo)電溝道在制造時就具有原始導(dǎo)電溝道第九十一頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一3.場效應(yīng)管的主要參數(shù)(1)開啟電壓UGS(th)：是增強型MOS管的參數(shù)(2)夾斷電壓UGS(off)：(3)飽和漏電流IDSS：是結(jié)型和耗盡型MOS管的參數(shù)(4)低頻跨導(dǎo)gm：表示柵源電壓對漏極電流的控制能力極限參數(shù)：最大漏極電流、耗散功率、擊穿電壓。第九十二頁，共一百頁，編輯于2023年，星期一場效應(yīng)管與晶體管的比較電流控制電壓控制控制方式電子和空穴兩種載流子同時參與導(dǎo)電