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电子电路与系统基础电子电路与系统基础 习题课第十四讲习题课第十四讲 1、第十二讲作业讲解、第十二讲作业讲解 2、负反馈放大器例、负反馈放大器例 李国林李国林 清华大学电子工程系清华大学电子工程系 习题课第十四讲习题课第十四讲 大纲大纲 第十二讲作业第十二讲作业讲解讲解 作业作业1：3句话说清楚负反馈放大器句话说清楚负反馈放大器 负反馈放大器负反馈放大器 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 2 作业作业1、2、3 1、p21： 3句话说清楚负反馈放大器句话说清楚负反馈放大器 2、p43：CC组态电压缓冲器模型分析组态电压缓冲器模型分析 3、请画出图示电路的交流小信号分析电路模型，求电压放大、请画出图示电路的交流小信号分析电路模型，求电压放大 倍数，输入电阻、输出电阻，及源端到负载端二端口等效电路倍数，输入电阻、输出电阻，及源端到负载端二端口等效电路 假设晶体管工作在恒流区，交流分析用假设晶体管工作在恒流区，交流分析用y参量微分元件替代参量微分元件替代 二端口总网络用电压放大器最适二端口总网络用电压放大器最适g参量描述参量描述 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 3 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL 作业作业1：3句话说清楚负反馈放大器句话说清楚负反馈放大器 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 4 线性线性电阻电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 iin if ie vo 线性电阻线性电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 ve vf io io 线性电阻线性电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 iin if ie 线性电阻线性电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 ve vf io io vo 并并负反馈并并负反馈 串串负反馈串串负反馈 并串并串负反馈负反馈 串并负反馈串并负反馈 vin vin 仿照上仿照上 页串串页串串 负反馈负反馈 格式，格式， 用相同用相同 的语式的语式 描述所描述所 有有4种负种负 反馈放反馈放 大器：大器：3 句话，句话，3 个公式个公式 串串负反馈串串负反馈 李国林 电子电路与系统基础 5 线性电阻线性电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 ve vf io io 串串负反馈串串负反馈 vin （1）原理：检测）原理：检测输出电流输出电流io，形成，形成反馈电压反馈电压vf，从，从 输入电压信号输入电压信号vin中扣除，形成中扣除，形成误差电压误差电压ve，作用到，作用到 晶体管放大网络，稳定晶体管放大网络，稳定输出电流输出电流io。 。故而 故而串串负反馈串串负反馈 形成接近理想的形成接近理想的压控流源压控流源 （2）分析：）分析：串串连接串串连接z相加相加，z12元素为理想反馈元素为理想反馈 网络网络的的跨阻反馈跨阻反馈系数系数RF，扣除反馈系数作用后的，扣除反馈系数作用后的 网络称之为开环放大器，开环放大器网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻输入电阻 rin=z11，输出电阻输出电阻rout=z22，开环跨导增益开环跨导增益Gm0=- z21/(z11z22)。闭环放大器接近理想压控流源，其。闭环放大器接近理想压控流源，其 最适参量矩阵为最适参量矩阵为y参量，故而对参量，故而对z求逆，求逆，y=z-1。 outoutinm Fin ET rrrG Rr 0 zzz （3）结果：闭环放大器环路增益）结果：闭环放大器环路增益T=Gm0RF，输入电，输入电 阻变大阻变大rinf=rin(1+T)，输出电阻变大，输出电阻变大，routf=rout(1+T)， 闭环跨导增益闭环跨导增益Gmf= Gm0/(1+T)变得稳定了，在深度变得稳定了，在深度 负反馈条件负反馈条件T1下，闭环跨导增益下，闭环跨导增益Gmf几乎是反馈几乎是反馈 系数的倒数系数的倒数1/RF outf mf inf FmoutFm m Fmoutin F Fmin r G r RGrRG G RGrr R RGr 1 0 1 1 1 1 11 1 00 0 00 1 单向化条件满足 zy F RG Fm m mf RRG G G Fm 1 1 1 0 0 0 清华大学电子工程系 2013年春季 Gm0 RF 并并负反馈并并负反馈 李国林 电子电路与系统基础 6 （1）原理：检测）原理：检测输出电压输出电压vo，形成，形成反馈电留反馈电留if，从，从 输入电流信号输入电流信号iin中扣除，形成中扣除，形成误差电流误差电流ie，作用到晶，作用到晶 体管放大网络，稳定体管放大网络，稳定输出电压输出电压vo。 。故而 故而并并负反馈并并负反馈 形成接近理想的形成接近理想的流控压源流控压源 （2）分析：）分析：并并连接并并连接y相加相加，y12元素为理想反元素为理想反 馈网络馈网络的的跨导反馈跨导反馈系数系数GF，扣除反馈系数作用后，扣除反馈系数作用后 的网络称之为开环放大器，开环放大器的网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻输入电阻 rin=1/y11，输出电阻输出电阻rout=1/y22，开环跨阻增益开环跨阻增益 Rm0=-y21/(y11y22)。闭环放大器接近理想流控压源，。闭环放大器接近理想流控压源， 其最适参量矩阵为其最适参量矩阵为z参量，故而对参量，故而对y求逆，求逆，z=y-1。 outoutinm Fin ET gggR Gg 0 yyy （3）结果：闭环放大器环路增益）结果：闭环放大器环路增益T=Rm0GF，输入电，输入电 阻变小阻变小rinf=rin/(1+T)，输出电阻变小，输出电阻变小，routf=rout/(1+T)， 闭环跨阻增益闭环跨阻增益Rmf= Rm0/(1+T)变得稳定了，在深度负变得稳定了，在深度负 反馈条件反馈条件T1下，闭环跨阻增益下，闭环跨阻增益Rmf几乎是反馈系几乎是反馈系 数的倒数数的倒数1/GF outfmf inf FmoutFm m Fmoutin F Fmin rR r GRgGR R GRgg G GRg 0 1 1 1 11 1 00 0 00 1 单向化条件满足 yz F GR Fm m mf GGR R R Fm 1 1 1 0 0 0 清华大学电子工程系 2013年春季 线性线性电阻电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 iin if ie vo 并并负反馈并并负反馈 Rm0 GF 串并负反馈串并负反馈 李国林 电子电路与系统基础 7 （1）原理：检测）原理：检测输出电压输出电压vo，形成，形成反馈电压反馈电压vf，从，从 输入电压信号输入电压信号vin中扣除，形成中扣除，形成误差电压误差电压ve，作用到，作用到 晶体管放大网络，稳定晶体管放大网络，稳定输出电压输出电压vo。 。故而 故而串并负反串并负反 馈馈形成接近理想的形成接近理想的压控压源压控压源 （2）分析：）分析：串并连接串并连接h相加相加，h12元素为理想反元素为理想反 馈网络馈网络的的电压反馈电压反馈系数系数Fv，扣除反馈系数作用后，扣除反馈系数作用后 的网络称之为开环放大器，开环放大器的网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻输入电阻 rin=h11，输出电阻输出电阻rout=1/h22，开环电压增益开环电压增益Av0=- h21/(h11h22)。闭环放大器接近理想压控压源，其。闭环放大器接近理想压控压源，其 最适参量矩阵为最适参量矩阵为g参量，故而对参量，故而对h求逆，求逆，g=h-1。 outoutinv vin ET ggrA Fr 0 hhh （3）结果：闭环放大器环路增益）结果：闭环放大器环路增益T=Av0Fv，输入电，输入电 阻变大阻变大rinf=rin(1+T)，输出电阻变小，输出电阻变小，routf=rout/(1+T)， 闭环电压增益闭环电压增益AVf= Av0/(1+T)变得稳定了，在深度负变得稳定了，在深度负 反馈条件反馈条件T1下，闭环电压增益下，闭环电压增益Avf几乎是反馈系几乎是反馈系 数的倒数数的倒数1/Fv outfvf inf vvoutvv v vvoutin v vvin rA r FAgFA A FAgr F FAr 0 1 1 1 1 11 1 00 0 00 1 单向化条件满足 hg v FA vv v vf FFA A A vv 1 1 1 0 0 0 清华大学电子工程系 2013年春季 线性电阻线性电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 ve vf vo 串并负反馈串并负反馈 vin Av0 Fv 并串负反馈并串负反馈 李国林 电子电路与系统基础 8 （1）原理：检测）原理：检测输出电流输出电流io，形成，形成反馈电流反馈电流if，从，从 输入电流信号输入电流信号iin中扣除，形成中扣除，形成误差电流误差电流ie，作用到晶，作用到晶 体管放大网络，稳定体管放大网络，稳定输出电流输出电流io。 。故而 故而并串负反馈并串负反馈形形 成接近理想的成接近理想的流控流源流控流源 （2）分析：）分析：并串连接并串连接g相加相加，g12元素为理想反元素为理想反 馈网络馈网络的的电流反馈电流反馈系数系数Fi，扣除反馈系数作用后，扣除反馈系数作用后 的网络称之为开环放大器，开环放大器的网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻输入电阻 rin=1/g11，输出电阻输出电阻rout=g22，开环电流增益开环电流增益Ai0=- g21/(g11g22)。闭环放大器接近理想流控流源，其。闭环放大器接近理想流控流源，其 最适参量矩阵为最适参量矩阵为h参量，故而对参量，故而对g求逆，求逆，h=g-1。 outoutini iin ET rrgA Fg 0 ggg （3）结果：闭环放大器环路增益）结果：闭环放大器环路增益T=Ai0Fi，输入电，输入电 阻变小阻变小rinf=rin/(1+T)，输出电阻变大，输出电阻变大，routf=rout(1+T)， 闭环电流增益闭环电流增益Aif= Ai0/(1+T)变得稳定了，在深度负变得稳定了，在深度负 反馈条件反馈条件T1下，闭环跨导增益下，闭环跨导增益Aif几乎是反馈系数几乎是反馈系数 的倒数的倒数1/Fi outf if inf iioutii i iioutin i iiin r A r FArFA A FArg F FAg 1 0 1 1 1 11 1 00 0 00 1 单向化条件满足 gh i FA ii i if FFA A A ii 1 1 1 0 0 0 清华大学电子工程系 2013年春季 线性电阻线性电阻 反馈网络反馈网络 晶体管晶体管 网络网络 iin if ie io io 并串并串负反馈负反馈 Ai0 Fi 记忆点记忆点 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 9 outoutinm Fin ET rrrG Rr 0 zzz outoutinm Fin ET gggR Gg 0 yyy outoutinv vin ET ggrA Fr 0 hhh outoutini iin ET rrgA Fg 0 ggg 串串连接串串连接z相加相加 并并连接并并连接y相加相加 串并连接串并连接h相加相加 并串连接并串连接g相加相加 12元素和元素和21元素必然一正一负：元素必然一正一负：负反馈的标记负反馈的标记 参量矩阵相加后，参量矩阵相加后，12元素为反馈系数，扣除反馈系数后为开环放大器参量元素为反馈系数，扣除反馈系数后为开环放大器参量 考虑反馈系数为闭环考虑反馈系数为闭环放大器：放大器：串联则闭环阻抗变大，并联则闭环阻抗变小串联则闭环阻抗变大，并联则闭环阻抗变小 作业作业2 CC组态电压缓冲器模型组态电压缓冲器模型 （1）分析）分析g参量矩阵应用的单向化条件参量矩阵应用的单向化条件 （2）确认）确认CC组态晶体管的单向化条件组态晶体管的单向化条件 可以是充分非必要条件可以是充分非必要条件 （3）说明在满足该单向化条件情况下，）说明在满足该单向化条件情况下，CC组组 态为电压缓冲器模型态为电压缓冲器模型 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 10 be r c b be v c e bemv g ce r 单向化条件？单向化条件？ in v b e c c m g 1 in v CC组态电压缓冲组态电压缓冲 器，器，g参量最适参量最适 共集组态共集组态 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 11 Common Collector B C E CC be r c b be v c e bemv g ce r 1 v 1 i 2 i 2 v 21 112122 1irirrg irgiirvgiirv cecebem bemcebemce 21211 irirrgrrvriv cecebemcebebe 211 1 i rrgrr r v rrgrr i cebemcebe ce cebemcebe 21 221 212 1 11 1 i rrgrr rr v rrgrr rrg iri rrgrr rrrg v rrgrr rrg irirrgv cebemcebe bece cebemcebe cebem ce cebemcebe cecebem cebemcebe cebem cecebem cebemcebe bece cebemcebe cebemce cebemcebe ce cebemcebe rrgrr rr rrgrr rrgr rrgrr r rrgrr 1 g CC组态：电压缓冲器？组态：电压缓冲器？ 李国林 电子电路与系统基础 12 11 g (S) 212i g 1 i 1 v 2 v 22 g () 121v g 2 i 清华大学电子工程系 2013年春季 be r c b be v c e bemv g ce r 9314.249998. 0 00249. 00249. 0S g gm=40mS，rbe=10k ，rce=100k cebemcebem bem cebem be cebem cebe cebemcebe bece cebemcebe cebemce cebemcebe ce cebemcebe gggggg gg ggg g ggg gg rrgrr rr rrgrr rrgr rrgrr r rrgrr 1 1 g 电压缓冲器电压缓冲器 i v o v g参量单向化条件参量单向化条件 李国林 电子电路与系统基础 13 1 i 2 i g 1 v2 v S v S R L R L v 2211 21 21122211 21 gRgG GRg gggRgG GRg v v H LS SL LS SL S L 单向网络应用条件单向网络应用条件 22112112 gRgGgg LS 清华大学电子工程系 2013年春季 11 g (S) 212i g 1 i 1 v 2 v 22 g () 121v g 2 i CC 组组 态态 单单 向向 化化 条条 件件 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 14 1 cebemLcebecebemSbebem gggRgggggGggg cebem ggg, 1 mLcebemSbem gRgggGgg 1 1 1 cemS be mL rgR r gR 自然满足自然满足 beS rR 充分而非必要条件充分而非必要条件 cebemcebem bem cebem be cebem cebe cebemcebe bece cebemcebe cebemce cebemcebe ce cebemcebe gggggg gg ggg g ggg gg rrgrr rr rrgrr rrgr rrgrr r rrgrr 1 1 g 22112112 gRgGgg LS CC组态单向化组态单向化 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 15 beS rR beS rR 电压缓冲器模型电压缓冲器模型 充分条件充分条件 m cebemcebe bece cebemcebe cebemce cebemcebe cebemcebe bece cebemcebe cebemce cebemcebe ce cebemcebe g rrgrr rr rrgrr rrgr rrgrr rrgrr rr rrgrr rrgr rrgrr r rrgrr 1 1 00 0 1 1 g be r c b be v c e bemv g ce r in v b e c c m g 1 in v 作业作业3 电压缓冲器电压缓冲器 请画出图示电路的交流小信号分析电路模型，请画出图示电路的交流小信号分析电路模型， 求电压放大倍数，输入电阻、输出电阻，及源求电压放大倍数，输入电阻、输出电阻，及源 端到负载端二端口等效电路端到负载端二端口等效电路 假设晶体管工作在恒流区，交流分析用假设晶体管工作在恒流区，交流分析用y参量微分参量微分 元件替代元件替代 二端口总网络用电压放大器最适二端口总网络用电压放大器最适g参量描述参量描述 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 16 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL 原理性分析原理性分析 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 17 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL CD 加隔直电容，避免负加隔直电容，避免负 载电阻直接影响电压载电阻直接影响电压 缓冲器的直流工作点缓冲器的直流工作点 （1）确定信号通路：）确定信号通路：vin-M1-M4-RL （2）确定信号通路上每个晶体管的作用）确定信号通路上每个晶体管的作用 M1:CS组态，跨导放大器，将输入电压转换为电流组态，跨导放大器，将输入电压转换为电流 M4:CD组态，电压缓冲器，提供驱动能力组态，电压缓冲器，提供驱动能力 由于由于M4缓冲器输入阻抗无穷大，故而缓冲器输入阻抗无穷大，故而M1跨导放大跨导放大 器输出电流只能流入其输出电阻，形成高电压增益器输出电流只能流入其输出电阻，形成高电压增益 M2：VSG电压固定不变，为恒电压固定不变，为恒 流源，流源，为跨导放大管为跨导放大管M1提供提供 直流偏置直流偏置和有源负载和有源负载 M3：VGS电压固定不变，为电压固定不变，为恒恒 流源，为电压缓冲管流源，为电压缓冲管M4提供提供 直流偏置直流偏置 多晶体管电路分析要多晶体管电路分析要 点：首先把信号处理点：首先把信号处理 通路标记出来，其次通路标记出来，其次 分析通路上每个晶体分析通路上每个晶体 管的作用管的作用 交流小信号分析交流小信号分析 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 18 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL CD 直流恒压为交流地直流恒压为交流地 耦合电容交流短路耦合电容交流短路 vIN RL vL vgs1 gm1vgs1 rds1 rds2 rds3 rds4 vgs4 vgs3 vsg2 gm3vgs3 gm4vgs4 gm2vsg2 最笨的方法也是最可靠的方法最笨的方法也是最可靠的方法 记住一个跨导器模型即可记住一个跨导器模型即可 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 19 vIN RL vL vgs1 gm1vgs1 rds1 rds2 rds3 rds4 vgs4 vgs3 vsg2 gm3vgs3 gm4vgs4 gm2vsg2 vIN RL vL vgs1 gm1vgs1 rds1 rds2 rds3 rds4 vgs4 gm4vgs4 M2和和M3晶体管在交流晶体管在交流 小信号分析中，仅仅小信号分析中，仅仅 等效为等效为rds电阻，原因电阻，原因 在于它们是直流偏置在于它们是直流偏置 电流源，其微分元件电流源，其微分元件 只剩下厄利效应电阻只剩下厄利效应电阻 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL CD 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 20 vIN RL vL vgs1 gm1vgs1 rds1 rds2 rds3 rds4 vgs4 gm4vgs4 vIN RL vL vgs1 gm1vgs1 rds1 rds2 rds3 vgs4 gm4vgs4 rds4 g1 s1 d1 d2 s2 d4 g4 s4 d3 s3 归并归并 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL CD 21 vIN RL vL vgs1 gm1vgs1 rds1 rds2 rds3 vgs4 gm4vgs4 rds4 g1 s1 d1 d2 s2 d4 g4 s4 d3 s3 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL CD 21111 | dsdsgsmo rrvgv LdsdsLom LdsdsgsmL Rrrvvg Rrrvgv | | 3414 3444 1 34 1 4 34 1 344 344 | | |1 | o Ldsdsm Ldsds o Ldsdsm Ldsdsm L v Rrrg Rrr v Rrrg Rrrg v 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 22 VDD M2 M1 vIN VG20 M3 M4 VG30 VDD RL vL CD vIN RL vL vgs1 gm1vgs1 rds1 rds2 rds3 vgs4 gm4vgs4 rds4 g1 s1 d1 d2 s2 d4 g4 s4 d3 s3 vIN rds4|rds3 vL vgs1 gm1vgs1 rds1| rds2 vo1 vo1 g1 s1 d1 d2 s2 d4 g4 s4 d3 s3 1/gm4 RL Ldsdsm Ldsds dsdsm in L v Rrrg Rrr rrg v v A | | | 34 1 4 34 211 从结果看：从结果看：M1跨导放大器，跨导放大器， 提供跨导增益；提供跨导增益；M2有源负有源负 载，确定第一级具有高的载，确定第一级具有高的 电压增益；电压增益；M4电压缓冲器，电压缓冲器， 输出电阻为输出电阻为1/gm4，M3提供提供 偏置电流偏置电流 1 34 1 4 34 | | o Ldsdsm Ldsds L v Rrrg Rrr v 输入电阻、输出电阻、电压增益输入电阻、输出电阻、电压增益 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 23 vIN rds4|rds3 vL vgs1 gm1vgs1 rds1| rds2 vo1 vo1 g1 s1 d1 d2 s2 d4 g4 s4 d3 s3 1/gm4 RL in r 4 43 4 1 | 1 m dsds m out g rr g r 211 43 4 43 2110 | | 1 | | dsdsm dsds m dsds dsdsmv rrg rr g rr rrgA 4 211 434 43 4 43 211 0 1 | 00 1 | 1 | | 00 0 m dsdsm dsdsm dsds m dsds dsdsm outv in g rrg ggg rr g rr rrg rA g g 0 1 4 v g R v AA m L 作业作业4 CC组态放大器组态放大器 （1）直流分析）直流分析 （2）交流分析）交流分析 采用采用y参量跨导器模型分析参量跨导器模型分析 采用采用CC电压缓冲器模型分析电压缓冲器模型分析 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 24 VCC RB1 RE RB2 T RS vs RL vL CE CB 12V 100k 27k 1k =300 VA=100V 100 2k ? S L v v v A ? SS L S L i vG i i i A be r c b be v c e bemv g ce r in v b e c c m g 1 in v 直流分析直流分析 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 25 VCC RB1 RE RB2 T RS vs RL vL CE CB 12V 100k 27k 1k =300 VA=100V 100 2k VCC RB1 RE RB2 T VCC RB RE T VBB V kk k V RR R V CC BB B BB 55. 212 27100 27 21 2 k kk kk RR RR RRR BB BB BBB 3 .21 27100 27100 | 21 21 21 戴维南等效戴维南等效 直流分析直流分析 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 26 VCC RB1 RE RB2 T RS vs RL vL CE CB 12V 100k 27k 1k =300 VA=100V 100 2k VCC RB1 RE RB2 T VCC RB RE T VBB k3 .21 戴维南等效戴维南等效 V55. 2 1k BBEBBEBB VRIVRI1 A kRR VV I EB BEBB B 74. 5 13013 .21 7 . 055. 2 1 mAII BC 72. 1 satCEEECCCE VVkIRVV , 2 . 027.10174. 530112 确认在恒流区确认在恒流区 B I1 B I 交流小信号分析交流小信号分析 27 VCC RB1 RE RB2 T RS vs RL vL CE CB 12V 100k 27k 1k =300 VA=100V 100 2k RB T RS vs RL vL RE RS vs RL vL rbe rce gmvbe vbe b e c SSS BS B S vv kk k v RR R v995. 0 3 .211 . 0 3 .21 5 .99| BS BS BSS RR RR RRR 6672|1|kkRRR ELL mS v I g T C m 2 .66 k g r m be 53. 4 1 k I V r C A ce 1 .58 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 28 RS vs RL vL rbe rce gmvbe vbe b e c 6591 .58|667|krRR ceLL b i LbbembbeSbS RirgirRiv LbbembL Rirgiv 972. 0995. 0977. 0 995. 0 659. 053. 42 .66153. 40995. 0 659. 053. 42 .661 1 km km v v RrgRrR Rrg v v RirgirRi Rirgi v v A S S LbemLbeS Lbem S S LbbembbeSb Lbbemb S L v 0486. 0 2000 100 972. 0 L S S L SS LL SS L i R R v v vG Rv vG i A 太小了：源内阻太小，源内阻太小了：源内阻太小，源内阻 分流过大，导致电流增益很小分流过大，导致电流增益很小 99 2000 659 301 1 L L bem b LL b L i R R rg i Rv i i A 另外一另外一 种定义：种定义： CC组态组态 输出端输出端 口电流口电流 与输入与输入 端口电端口电 流之比流之比 电压缓冲器模型分析电压缓冲器模型分析 29 RB T RS vs RL vL RE RS vs RL vL 1/gm vin b e c vin SSin vvv995. 0 SS S SLmfSL Lm m S m L L L vv v km km vRgvR Rg g v g R R v 973. 0995 . 0 1 .45 1 .44 995 . 0 667. 02 .661 667. 02 .66 1 1 k kkmkk RrrgRrrr LcebemLcebein 203 66. 053. 42 .6666. 053. 4 | S inS S b vS rR v i 90. 4 S L L L vmS R v i489. 0 100 90. 4 489. 0 S mS i i b L 计算端口电流增益时，需要计算输入电阻计算端口电流增益时，需要计算输入电阻 krR beS 53. 45 .99 增增 益益 定定 义义 线性二端口网络线性二端口网络 （无独立源，可包含（无独立源，可包含 线性电阻、线性受控线性电阻、线性受控 源源、线性电容、线性、线性电容、线性 电感电感） max, max, si so A P P G max,si L T P P G in L p P P G S v S R L R L rmsL L R V P 2 , S rmsS si R V P 4 2 , max, out rmsoTH so R V P 4 2 , max, in rmsin in R V P 2 , L vin v in R outoTH Rv, , S L L S v v v R R A2 in L v v v A S L v v v A S L L S i i i G G A2 S L i i i A in L i i i A 低频低频 电路电路 常用常用 定义定义 射频射频 电路电路 常用常用 定义定义 一般性定义，一般性定义， 不要求电阻不要求电阻 负载负载 作业作业5 bc端等效电阻端等效电阻 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 31 Gmv1 R1 R2 v1 Rin 212121 RRGRRRGRR mmin 用加流求压法证明：用加流求压法证明： 对于对于BJT晶体管，则有晶体管，则有 cebem cebemcebe cembeinbc rrg rrgrr rgrr , 牢记这个结论：经常会用牢记这个结论：经常会用 加流求压加流求压 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 32 Gmv1 R1 R2 v1 itest vtest 211 211 RRiGiRi RvGiRiv testmtesttest mtesttesttest 2121 211 1 RRGRR RRGR i v R m m test test in 应用例应用例 李国林 电子电路与系统基础 33 122 1221 dsdsm dsmdsout rrg rgrr 3B V 2B V 2 M 3 M I v 1 M 4B V DD V 4 M 433 4332 dsdsm dsmdsout rrg rgrr IIin r , 8 R 100 9 R k50 16 Q 17 Q CC V A550 A7 .16 212121 817179161616, 1| RRGRRGRR RgrRrgrr mm mbecembeIIin T1 vOUT T2 vIN VB0 +VCC I0 -VEE 1 2 11 2 1 2 11 2111 2 11 1 | be m bem m be m mbe incembein r g rg g r g gr rrgrr Cascode输出阻抗输出阻抗 741运放第二级跨导放大器运放第二级跨导放大器 CC-CB组态输入阻抗组态输入阻抗 21 | outoutout rrr 负反馈放大器分析例负反馈放大器分析例 用级联方式获得高增益和深度负反馈用级联方式获得高增益和深度负反馈 cascade：级联：一级接一级地放大：级联：一级接一级地放大 提高增益提高增益 有足够高的增益后，采用负反馈，用线性负反有足够高的增益后，采用负反馈，用线性负反 馈电阻来获得稳定的线性放大增益馈电阻来获得稳定的线性放大增益 以以MC1552为例说明为例说明 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年春季学期 34 n AAAA. 21 1AF FAF A AF 1 1 增益增益A可能是电压增益、电流增可能是电压增益、电流增 益，跨导增益，跨阻增益益，跨导增益，跨阻增益 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年春季学期 35 三级共射组态级联，三级共射组态级联， 直接耦合，串联负反直接耦合，串联负反 馈：稳定电压增益，馈：稳定电压增益， 低失真，宽带低失真，宽带 原理图，额定值原理图，额定值 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年春季学期 36 增益测试增益测试 37 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q7 Q 8 Q o v i v 1C R 2C R 3C R 3E R 1E R F R F C 4E R 5E R D R M C 0 C CC V VVCC6500,0 . 5,0 . 9 321CCC RkRkR 80,0 . 1,150 31EFE RkRR kRkRkR DEE 12,0 . 6,0 . 3 54 FC pFCpFC FM 0 . 5 2,3 0 50 v A AA6 3in P G R 130 G R 偏置参考源偏置参考源 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年春季学期 4 Q 5 Q 6 Q7 Q 8 Q o v 4E R 5E R CC V 5 D 7 D 4 Q 8 Q 6 Q 38 AA6 不打点，不打点， 表示两表示两 条没有条没有 关系的关系的 线线 打点，表示两打点，表示两 条线连通：一条线连通：一 个结点个结点 参考电流参考电流 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年春季学期 39 4 Q 5 Q 6 Q7 Q 8 Q o v k RE 3 4 k RE 6 5 VVCC6: mA k R VVV I E BEBECC E 77. 0 6 7 . 07 . 06 5 75 5 mAIII EEE 77. 0 576 mAII EE 60. 46 78 mAIII CCE 37. 5 864 A类放大类放大 共集放大器共集放大器 射极跟随器射极跟随器 Emitter Follower VRIV ECRE 30. 2 46 4 A6 A 直流负反馈稳定直流工作点直流负反馈稳定直流工作点 40 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q7 Q 8 Q o v i v 1C R 2C R 3C R 3E R 1E R F R F C k3 k6 k12 M C 0 C V6 mA77. 0mA60. 4 mA37. 5 mA77. 0 形成直流负反馈通路形成直流负反馈通路 同时也是直流偏置电路同时也是直流偏置电路 该通路对交流不起作用该通路对交流不起作用 AA6 直流工作点直流工作点 1 Q 2 Q 3 Q 6 Q i v k RC 9 1 k RC 5 2 500 3C R 80 3E R 150 1E R kRF1: F C kRD12: M C 0 C VVCC6: 4B V 6C V VVBE7 . 0 2 VVC7 . 0 1 mA k R VV I C CCC C 59. 0 9 7 . 06 1 1 1 VRIV EEE 09. 0 11 VVCE6 . 0 1 A mI I dc C B 8 .11 50 59. 0 1 1 1 李国林 电子电路与系统基础 V VRIV BDBC 93. 009. 07 . 014. 0 116 清华大学电子工程系 2011年春季学期 42 4 Q 5 Q 6 Q7 Q 8 Q o v k RE 3 4 k RE 6 5 VVCC6: VVC93. 0 6 mA77. 0mA60. 4 mA77. 0 V VVV E RCE 23. 33 . 293. 0 4 64 VVVV EBEB 93. 3 444 3 Q 500 3C R 80 3E R mA R VV I C BCC C 14. 4 500 93. 36 3 4 3 Vm RIV EEE 33. 08014. 4 333 V VVV EBEB 03. 133. 07 . 0 333 mA14. 4 A6 A 李国林 电子电路与系统基础 43 1 Q 2 Q 3 Q 6 Q i v k RC 9 1 k RC 5 2 500 3C R 80 3E R 150 1E R kRF1: F C kRD12: M C 0 C VVCC6: 4B V 6C V VVB03. 1 3 mA k R VV I C BCC C 99. 0 5 03. 16 2 3 2 mA14. 4mA99. 0mA59. 0mA37. 5mA77. 0 mAI86.11 mWVIP CCDC 71 直流分析确认每个晶体管都是有源导区通直流分析确认每个晶体管都是有源导区通 交流小信号放大交流小信号放大 44 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q7 Q 8 Q o v i v 1C R 2C R 3C R 3E R 1E R F R F C 4E R 5E R D R M C 0 C CC V 李国林 电子电路与系统基础 射极跟随器射极跟随器 电压缓冲器电压缓冲器 偏置电路偏置电路 三级级联串联负反馈放大器三级级联串联负反馈放大器 交流接地交流接地 AA6 三级级联串联负反馈三级级联串联负反馈 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年春季学期 45 1 Q 2 Q 3 Q s v k RC 9 1k RC 5 2 500 3C R 80 3E R 150 1E R kRF1: o v 50: s R 三个晶体管符号三个晶体管符号 只是线性跨导器只是线性跨导器 的符号表示的符号表示 串串 串串 反馈反馈网络网络z参量参量 串串串连接串连接z相加相加 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年春季学期 46 80 3E R 150 1E R kRF1: