X012_习题课解答_清华大学_电子电路与系统基础

电子电路与系统基础电子电路与系统基础 习题课第十二讲习题课第十二讲 1、第十周作业讲解、第十周作业讲解 2、晶体管放大器实验电路说明、晶体管放大器实验电路说明 李国林李国林 清华大学电子工程系清华大学电子工程系 习题课第十二讲习题课第十二讲 大纲大纲 第十周作业第十周作业讲解讲解 BJT分段折线法分析分段折线法分析 晶体管放大器实验电路说明晶体管放大器实验电路说明 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 NPN和和PNP 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 基基极极 base 发射发射极极 emitter 集电极集电极 collector N+ P N P N P+ 集电极集电极 collector 发射发射极极 emitter 基基极极 base iB vBE vCE iC B C E Q B C E E iB vEB vEC iC B E C B C E E Q 列表对比：（列表对比：（1）结构，（）结构，（2）电路符号，（）电路符号，（3）二端口定义）二端口定义 （4）有源区元件约束，（）有源区元件约束，（5）分段线性电路模型）分段线性电路模型 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 4 NPN PNP 结构 电路 符号 二端 口定 义 有源 区元 件约 束 基基极极 base 发射发射极极 emitter 集电极集电极 collector N+ P N P N P+ 集电极集电极 collector 发射发射极极 emitter 基基极极 base iB vBE vCE iC B C E Q B C E E iB vEB vEC iC B E C B C E E Q nA CEv v nBSJnC v v nBSJB V v eJAi eJAi T BE T BE , , 0 , 0 11 1 pA ECv v pBSJpC v v pBSJB V v eJAi eJAi T EB T EB , , 0 , 0 11 1 二端口定义二端口定义 截止区截止区 有源区有源区 饱和区饱和区 NPN 电路电路 符号符号 端口端口 描述描述 BE结反偏，结反偏，BC结结 反偏反偏 BE结正偏，结正偏，BC结反偏结反偏 BE结正偏，结正偏，BC结结 正偏正偏 PNP 电路电路 符号符号 端口端口 描述描述 EB结反偏，结反偏，CB结结 反偏反偏 EB结正偏，结正偏，CB结反偏结反偏 EB结正偏，结正偏，CB结结 正偏正偏 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 5 iB vBE vCE iC B C E E iB vEB vEC B C E E iB=0 vBE vCE iC=0 iB vEB vEC iC B C E E B E iB IC0= nIB0 rce 0.7V IB0 E B iB IC0= pIB0 rce 0.7V IB0 C C iC iC iB vBE=0.7V vCE=0.2V iC iB vEB=0.7V vEC=0.2V iC E B C E E E E E B C 0, 0 0,7 . 0 CCE BBE iv iVv 0, 0 0,7 . 0 CEC BEB iv iVv BnCsatCECE BBE iivv iVv , 0,7 . 0 , BpCsatECEC BEB iivv iVv , 0,7 . 0 , BnCsatCECE BBE iivv iVv , 0,7 . 0 , BpCsatECEC BEB iivv iVv , 0,7 . 0 , CCE BBE iv iv , , CEC BEB iv iv , , 作业作业2：分立：分立PNP-BJT的直流偏置的直流偏置 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 6 VCC=+12V RC RB VCC=+12V RE RB2 RC0 RB1 VCC=+12V RC RBP T T T =150-400 6.8k 3.6M 1.8M 150k 6.8k 50k 4.7k 2.0k 分析上述三个电路的分析上述三个电路的BJT的直流工作点：的直流工作点：IC=?VEC=? （1）确认工作在恒流区；（）确认工作在恒流区；（2）说明）说明负反馈可以稳定直流工作点负反馈可以稳定直流工作点 一般偏置一般偏置 并联负反馈偏置并联负反馈偏置 串联负反馈偏置串联负反馈偏置 分压偏置分压偏置 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 7 VCC=+12V RC RB T =150-400 6.8k 3.6M 一般偏置一般偏置 B I C I A MR V I B CC B 14. 3 6 . 3 7 . 0127 . 0 mAA A II BC 256. 1471 14. 3400150 VVV kmAAV RIVV CCCCEC 2 . 046. 380. 8 54. 820. 312 8 . 6256. 147112 假设在恒流区假设在恒流区 确认在恒流区确认在恒流区 但工作点不确定但工作点不确定 对对 灵敏度过高灵敏度过高 这种偏置仅做原理性分析使用这种偏置仅做原理性分析使用 实际电路大多不采用这种结构实际电路大多不采用这种结构 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 8 VCC=+12V RC RBP T 1.8M 6.8k 并联负反馈偏置并联负反馈偏置 =150-400 AA kMRR VV I VIRIRV CBP EBCC B CCBCBBPEB 50. 200. 4 8 . 64011518 . 1 7 . 012 1 1 mA A II BC 998. 0600. 0 50. 200. 4400150 VVV kmAV RIVV CBCCEC 2 . 019. 589. 7 81. 611. 412 8 . 6001. 1604. 012 1 假设在恒流区假设在恒流区 确认在恒流区确认在恒流区 工作点确定性提高工作点确定性提高 对对 灵敏度仍较高灵敏度仍较高 B I BC II 9 VCC=+12V RE RB2 RC0 RB1 T VCC=+12V RE RB RC0 T VBB 150k 50k 4.7k 2.0k 串联负反馈偏置串联负反馈偏置 分压偏置分压偏置 VV RR R V CC BB B BB 912 50150 150 21 1 kkkRRR BBB 5 .3750|150| 21 BBBBEBEBCC VRIVRIV1 A kkRR VVV I BE EBBBCC B 74. 277. 6 5 .372401151 7 . 0912 1 =150-400 mA AII BC 10. 102. 1 74. 277. 6400150 VV RIRIVV CBEBCCEC 2 . 065. 418. 5 1 0 假设在恒流区假设在恒流区 确认在恒流区确认在恒流区 工作点确定性很高工作点确定性很高 对对 灵敏度低灵敏度低 B I1 B I B I 负反馈导致稳定性提高负反馈导致稳定性提高 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 VCC=+12V RC RB VCC=+12V RE RB2 RC0 RB1 VCC=+12V RC RBP T T T mAIC256. 1471. 0 VVEC46. 380. 8 mAIC998. 0600. 0 VVEC19. 589. 7 mAIC10. 102. 1 VVEC65. 418. 5 =150-400 原原 因因 在在 于于 负负 反反 馈馈 导导 致致 灵灵 敏敏 度度 降降 低低 李国林 电子电路与系统基础 11 VCC=+12V RC RB VCC=+12V RE RB2 RC0 RB1 VCC=+12V RC RBP T T T B CC C R V I 7 . 0 CBP C EBCC C RR R VV I BE E EBBBCC C RR R VVV I C CI I I S C 1 C I S 47. 0 3008 . 68 . 18 . 6 3008 . 68 . 1 kMk kM RRR RR S CBPC CBPIC =150-400 =300 062. 0 30025 .372 30025 .37 kkk kk RRR RR S EBE EB IC 131 6.02k 设计准则设计准则 12 VCC=+12V RE RB2 RC0 RB1 T VCC=+12V RE RB RC0 T VBB BE E EBBBCC C RR R VVV I BE RR 1 E EBBBCC C R VVV I 直流电流近似直流电流近似和和 无关无关 负反馈电阻足够大负反馈电阻足够大 或基极电阻足够小或基极电阻足够小 1 EBE EB I RRR RR S C 作业作业3：电流镜电流反向：电流镜电流反向 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 13 T2 T1 IOUT=IIN IC2 IIN IOUT=IIN IIN 设计电路：使得流出电流等于流入电流设计电路：使得流出电流等于流入电流 电流镜是反相电流放大器电流镜是反相电流放大器 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 14 T2 T1 IOUT IC2 IIN 1 2 1 01 2 02 1 2 211 2 11 11 1 2 J J A CE v V BSJ A CE v V BSJ C C BBC C IN OUT A A V V eJA V V eJA I I III I I I T BE T BE 足够大足够大 VA足够大，或者等效输出电阻足够大，或者等效输出电阻rce足够大足够大 电流增益则几乎完全由物理尺寸决定电流增益则几乎完全由物理尺寸决定 两个反相两个反相放大级放大级联则为联则为同相放大同相放大 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 T2 T1 IOUT IC2 IIN T3 T4 IC3 IC4 VDD IN J J J J C J J J J C J J C J J COUT I A A A A I A A A A I A A I A A II 1 2 3 4 1 1 2 3 4 2 3 4 3 3 4 4 同相电流放大器同相电流放大器 假设所有晶体管都工作在恒流区假设所有晶体管都工作在恒流区 交流小信号等效电路交流小信号等效电路 16 T2 T1 IOUT IC2 IIN T3 T4 IC3 IC4 VDD b1 c1 b2 c2 e1 e2 c3 b3 b4 c4 e3 e4 1be r 1ce r 11 bem vg 22bem vg 2be r 2ce r 3ce r 33 ebm vg 3be r 4be r 44ebm vg 4ce r b1 c1 b2 c2 e1 e2 c3 b3 b4 c4 e3 e4 1be r 1ce r 1 1 m g 22bem vg 2be r 2ce r 3ce r 3be r 4be r 44ebm vg 4ce r 3 1 m g 交流小信号电流增益交流小信号电流增益 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 17 b1 c1 b2 c2 e1 e2 c3 b3 b4 c4 e3 e4 1be r 1ce r 1 1 m g 22bem vg 2be r 2ce r 3ce r 3be r 4be r 44ebm vg 4ce r 3 1 m g T2 T1 IOUT IC2 IIN T3 T4 IC3 IC4 VDD S R L R S i L i 21 1 12 | 1 | bebe m ceSSbe rr g rRiv 43 3 32224 | 1 | bebe m cecebemeb rr g rrvgv S J J J J S C C C C S m m m m S mm mm Sbebe m ceSbebe m cecemm ceL L ebm ceL L L i A A A A i I I I I i g g g g i gg gg irr g rRrr g rrgg gG G vg gG G i 1 2 3 4 10 20 30 40 1 2 3 4 13 24 21 1 143 3 3224 4 44 4 11 | 1 | 1 | in r 1 2 3 4 0 4 J J J J i ceout A A A A A rr 作业作业4：NPN反相器反相器 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 18 VCC RC RB T vOUT vIN 用分段折线模型分析，画出其反相特性曲线用分段折线模型分析，画出其反相特性曲线 图解法示意图解法示意 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 VCC RC RB T vOUT vIN vOUT iC vIN VCC vIN很小时，晶体管很小时，晶体管 饱和导通，输出电饱和导通，输出电 压为电源电压减饱压为电源电压减饱 和电压和电压 vIN较大时，晶体管较大时，晶体管 截止，输出电压为截止，输出电压为0 vIN适中，晶体管恒流导通，适中，晶体管恒流导通， 输出电压随输入电压增加而输出电压随输入电压增加而 下降：反相特性下降：反相特性 源加晶体管：有源网络 负载电阻：无源网络 CCOUT Riv C i ECCCOUT vVvBBEBCCIN RivVv vB iB VCC O BCCBEBBB vVfvfi BBINB Rivv outCCBCECBCC vVifvifi, PNP截止截止 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 VCC RC RB T vOUT vIN 0,7 . 0 EEB IVV VvV INCC 7 . 0 7 . 0 CCIN Vv VCC RC RB T vOUT vIN 0 OUT v PNP恒流导通恒流导通 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 21 VCC RC RB T vOUT vIN VVIIIVV ECBCBEB 2 . 0, 0,7 . 0 VvV INCC 7 . 07 . 0 CCIN Vv VCC RC RB T vOUT vIN IC0= pIB0 0.7V IB0 IN B C CC B C C B INCC OUT v R R V R R R R vV v 7 . 0 7 . 0 VvVV OUTCCEC 2 . 02 . 0 CCOUT Vv 0 7 . 0 0 B INCC B R vV I PNP恒流导通与饱和导通分界恒流导通与饱和导通分界 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 2 . 07 . 0 7 . 0 , CCsatECCCIN B C CC B C C B INCC OUT VVVv R R V R R R R vV v 则进入饱和导通区则进入饱和导通区 7 . 0 CCIN Vv则进入导通区则进入导通区 恒流导通前提恒流导通前提 B C CC CCINCC R R V VvV 2 . 0 7 . 07 . 0 B C CC CCIN R R V Vv 2 . 0 7 . 0 恒流导恒流导通输入电压范围通输入电压范围 PNP饱和导通饱和导通 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 VCC RC RB T vOUT vIN VCC RC RB T vOUT vIN 0.7V IB0 0.2V VVIIIVV ECBCBEB 2 . 0, 0,7 . 0 B C CC CCIN R R V Vv 2 . 0 7 . 0 0 2 . 07 . 0 0 C CC B INCC B R V R vV I 00 2 . 0 C C CC B I R V I 2 . 0 CCOUT Vv 分分 段段 折折 线线 反反 相相 特特 性性 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 7 . 0 7 . 0 0 2 . 0 7 . 0 7 . 0 2 . 0 7 . 0 2 . 0 CC CCIN IN B C CC CCIN B C CC B C B C CC CCINCC OUT V Vv v R R V Vv R R V R R R R V VvV v IN v OUT v CC V CC V satECCC VV , VCC RC RB T vOUT vIN onEBCC VV , B C R R 斜率斜率 饱饱 和和 导导 通通 恒恒 流流 导导 通通 截截 止止 晶体管线性放大晶体管线性放大 区在恒流区区在恒流区 作业作业5 负反馈负反馈 （附加题）（附加题） 附加题：说明这是一附加题：说明这是一 个串并负反馈连接方个串并负反馈连接方 式，故而形成的是接式，故而形成的是接 近理想的压控压源近理想的压控压源 给出两个网络的二端给出两个网络的二端 口网络参量口网络参量 串并连接串并连接h相加相加 h求逆得求逆得g 接近理想压控压接近理想压控压 源源;g11,g22,g120 g21由反馈网络决定由反馈网络决定 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 f v out v in v 2 R 1 R 0v A 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 串并连接关系串并连接关系 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 26 f v out v e v in v2 R 1 R 0v A 串联串联 2 R 1 R i R o R ev vA 0 并联并联 e v f v in v out v 同相放大器同相放大器 输入点和反输入点和反 馈点不是一馈点不是一 个点，是为个点，是为 串联串联 输出点和反馈输出点和反馈 接入点是一个接入点是一个 点，是为并联点，是为并联 串并连接串并连接h参加参加 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 27 串联串联 2 R 1 R i R o R ev vA 0 并联并联 e v f v in v out v ooiv i AA GGRA R 0 1 0 gh ov i A RA G 0 0 g电压放大器电压放大器 最适参量最适参量g矩阵矩阵 串并连接串并连接h相加相加 2121 1 21 1 21 21 1 RRRR R RR R RR RR R h 2121 1 0 21 1 21 21 1 RR G RR R GRA RR R RR RR R ooiv i RAAF hhh 开环放大与理想反馈的分解开环放大与理想反馈的分解 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 FAo v outoutinvo in ooiv i ooiv i RAAF F ggrA r RR R RR G RR R GRA RR RR R RR G RR R GRA RR R RR RR R hh hhh 00 00 00 0 1 0 1 21 1 2121 1 0 21 21 2121 1 0 21 1 21 21 开环放大器开环放大器 理想反馈网络理想反馈网络 开环放大与理想反馈的分解开环放大与理想反馈的分解 电路模型电路模型 李国林 电子电路与系统基础 29 开环放大器开环放大器 理想反馈网络理想反馈网络 2 R 1 R i R o R ev vA 0 e v f v in v out v 21|R R i R o G 10 iGRA oiv e v f v in v out v 1 i 21 1 RR R 21 RR 2 v 1 i 2 v 21|R RRi 21 1 RR Go 1 0 iGRA oiv e v f v in v out v 1 i 21 1 RR R out v out v 原始放大器原始放大器 电阻反馈网络电阻反馈网络 h参量等效电路参量等效电路 开环与闭环开环与闭环 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 30 FAo v outoutinvo in RAAF F ggrA r hhhhh 00 00 串并连接串并连接：检测输出电压，形成反馈电压，从输入电压扣除反馈电压形成误差：检测输出电压，形成反馈电压，从输入电压扣除反馈电压形成误差 电压，作用到开环放大器后，稳定输出电压：电压，作用到开环放大器后，稳定输出电压：形成压控压源形成压控压源：电压放大电压放大g最宜最宜 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 outvo in AoAo rA g0 1 hg 开环放大器开环放大器：输入电阻：输入电阻rin，输出电阻，输出电阻rout，电压增益，电压增益Avo Ao vvooutvo in vvooutvo outinvin vvo AFAF FArA g FArA rgFg FA ghg 1 1 0 1 1 1 1 1 闭环放大器闭环放大器：输入电阻：输入电阻rinf增加，输出电阻增加，输出电阻routf减小，电压增益减小，电压增益Avf减小减小 满足单向化条件满足单向化条件 单向化条件单向化条件 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 31 1 i 2 i g 1 v2 v S v S R L R L v L L S S LS LS S L Rg R Gg G g ggRgGg RGg v v H 2211 21 12212211 21 双向网络传递函数双向网络传递函数 单向网络传递函数单向网络传递函数 单向化处理条件单向化处理条件 LS RgGggg 22111221 闭环放大器视为单向网络的条件闭环放大器视为单向网络的条件 李国林 电子电路与系统基础 32 Ao vvooutvo in vvooutvo outinvin vvo AFAF FArA g FArA rgFg FA ghg 1 1 0 1 1 1 1 1 LS RgGggg 22111221 L vvo out S vvo in vvo outinv vvo vo R FA r G FA g FA rgF FA A 1111 通常情况下：通常情况下： vvo out outfL vvoininfS FA r rR FArrR 1 1 inf outf vvo vvo outinv vvo vo S L r r FA FA rgF FA A R R 11 闭环放大器闭环放大器 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 33 满足单向化条件：满足单向化条件： vvo out outfL vvoininfS FA r rR FArrR 1 1 inf outf vvo vvo outinv vvo vo S L r r FA FA rgF FA A R R 11 Ao vvooutvo in vvo AF FArA g FA gg 1 1 0 1 1 vvvo vo vf vvo out outf vvoininf FFA A A FA r r FArr 1 1 1 1 inf r invfv A in v out v outf r 深度负反馈条件深度负反馈条件 数值例数值例 34 f v out v in v 2 R 1 R 0v A 1k 9k Ri=2M Ro=75 Av0=200000 75 1 1033. 5 02 0 9 0 M GGRA R ooiv i A h k RRRR R RR R RR RR R 10 1 1 . 0 1 . 0900 1 2121 1 21 1 21 21 h 75 1 1033. 5 1 . 02 9 M RAAF hhh AAo hh 运放本身就是电运放本身就是电 压放大器，反馈压放大器，反馈 网络的负载效应网络的负载效应 很弱，原始放大很弱，原始放大 器可以直接视为器可以直接视为 开环放大器，电开环放大器，电 阻反馈网络只提阻反馈网络只提 供理想反馈系数供理想反馈系数 120000 vvoF AT GTrr ininf 401 输入端可视为开路输入端可视为开路 0037. 0 1 T r r out outf 输出端内阻可视为输出端内阻可视为0 1 20 1 1 109995. 9 1R R FT A A v v vf 电压增益几乎等于反馈系数的倒数电压增益几乎等于反馈系数的倒数 该电路实现的是接近理想的压控压源，控制系数由反馈网络决定该电路实现的是接近理想的压控压源，控制系数由反馈网络决定 典型值典型值 运运 放放 电电 路路 同同 相相 放放 大大 与与 反反 相相 放放 大大 李国林 电子电路与系统基础 in v 1 R 2 R inout v R R v 1 2 1 同相放大电路同相放大电路 in v2 R 1 R 0v A out v 清华大学电子工程系 2013年春季 35 inout v R R v 1 2 in v1 R 2 R 反相放大电路反相放大电路 并并连接关系并并连接关系 36 out v 2 R 0v A 并联并联 f R i R o R iv vA 0 并联并联 in i out v i v in i 并并负反馈连接并并负反馈连接：检测输出电压，形成反馈：检测输出电压，形成反馈 电流，从输入电流中扣除反馈电流，得到的电流，从输入电流中扣除反馈电流，得到的 误差电流流过开环放大器，控制输出电压，误差电流流过开环放大器，控制输出电压， 使得输出电压稳定：使得输出电压稳定：接近理想的流控压源接近理想的流控压源 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 *扩展例解扩展例解 输入点和反 馈点为一点： 输入并联 输出点和反 馈接入点为 一点：输出 并联 电子电路与系统基础习题课 李国林 清华大学电子工程系 2011年春季 37 oov i A GGA G 0 0 y 并联并联 f R i R o R inv vA 0 并联并联 e i f i in i out v in v 并并连接并并连接y相加相加 ff ff R GG GG y fofov ffi RAAF GGGGA GGG 0 yyy f G i G o G inov vGA 0 in i out v in v outfv G infv G f G y参量等效电路参量等效电路 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 38 oov i A GGA G 0 0 y ff ff R GG GG y fofov ffi RAAF GGGGA GGG 0 yyy fi GG fo GG infov vGGA 0e i f i in i out v in v outfv G 分解为开环放大器与理想反馈网络分解为开环放大器与理想反馈网络 out v 理想反馈网络理想反馈网络 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 00 00 00 0 0 0 0 0 F outoutinm in f fofov fi fofov ffi RAAF G gggR g G GGGGA GG GGGGA GGG yyy 12元素和元素和21元素必然一正一负，这是负反馈的标记元素必然一正一负，这是负反馈的标记 开环跨阻放大器开环跨阻放大器 李国林 电子电路与系统基础 40 fiin GGg foout GGg fovoutinmm GGAggRg 000in i out v in v in r out r inm iR 0 in i out v outm in AoAo outoutinm in Ao rR r gggR g 0 1 0 0 0 yz y 2211 21 0 yy y Rm 开环跨阻增益开环跨阻增益 闭环跨阻放大器闭环跨阻放大器 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 41 FAo F outoutinm in RAAF G gggR g yyyyy 00 00 0 Ao Fmoutm in Fm outm outinFin Fm AFAF GRrR r GR rR rrGr GR z yz 000 00 1 1 1 0 1 1 1 1 FFm m mf Fm out outf Fm in inf GGR R R GR r r GR r r 1 1 1 1 0 0 0 0 单向化近似条件单向化近似条件 深度负反馈条件深度负反馈条件 负反馈的标识：一正一负负反馈的标识：一正一负 负反馈的标识：负反馈的标识：1+T而非而非1-T 运运放并并负反馈，近似为理想跨阻器放并并负反馈，近似为理想跨阻器 电子电路与系统基础习题课 李国林 清华大学电子工程系 2011年春季 42 in i in vout v outf r inmfi R out v f R in i 0v A in i Ao Fm outm in Fm outm outinFin Fm AFAF GR rR r GR rR rrGr GR z yz 0 00 00 1 1 1 0 1 1 1 1 FFm m mf Fm out outf Fm in inf GGR R R GR r r GR r r 1 1 1 1 0 0 0 0 inf r 数值例数值例 43 out v f R in i 0v A 10k Ri=2M Ro=75 Av0=200000 典型值典型值 mSS S GGA G oov i A 3 .132667 05 . 00 0 y mSmS mSmS GG GG ff ff R 1 . 01 . 0 1 . 01 . 0 y FAo f oov f oov ff fofov ffi RAAF G GGA G GGA GG mSS mSmS GGGGA GGG yy yyy 00 00 4 .132667 1 . 01005. 0 0 0 0 运放为电压放大器，而并并负反馈形成运放为电压放大器，而并并负反馈形成 的是跨阻放大器，两者并不相符，故而的是跨阻放大器，两者并不相符，故而 开环放大器中存在反馈网络的负载效应：开环放大器中存在反馈网络的负载效应： 电阻反馈网络不仅提供反馈系数，还对电阻反馈网络不仅提供反馈系数，还对 开环放大器阻抗产生极大影响开环放大器阻抗产生极大影响 om f ofv f AoAo RR R RRA R 00 1 00 yz fvm oout fin RAR Rr Rr 00 fF GG 开环放大开环放大 器不同于器不同于 原始放大原始放大 器器 闭环跨阻放大器等效电路闭环跨阻放大器等效电路 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 44 outm in Fm AFAF rR r GR 00 1 0 1 1 yz fF GG 1200000 000 vffvFm AGRAGRT fvm oout fin RAR Rr Rr 00 f FFm m mf Fm out outf Fm in inf R G kk k GR R R GR r r k GR r r 1 1099995. 9 200001 10200000 1 00037. 0 200001 75 1 05. 0 200001 10 1 0 0 0 0 输入阻抗近似短路输入阻抗近似短路 输出电压源内阻近似为输出电压源内阻近似为0 闭环增益几乎完全由反馈网络决定，闭环增益几乎完全由反馈网络决定， 近似等于反馈系数的倒数近似等于反馈系数的倒数 反反 相相 放放 大大 器器 等等 效效 电电 路路 李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2011年 45 out v in v1 R 2 R in v 1 R in in inout v R R R v R iRv 1 2 1 2 2 in iR2 in i 0 outf r 0 inf r 负负 反反 馈馈 连连 接接 方方 式式 判判 断断 方方 法法 fine iii 输入端并联输入端并联：反馈点和输入点：反馈点和输入点 为一点为一点 fine vvv 输入端串联：输入端串联：反馈点和输入点反馈点和输入点 不是一个点不是一个点 in v out vF 输出端并联输出端并联：输出点和反：输出点和反 馈接入点为一点馈接入点为一点 L R out v 输出端串联输出端串联：输出点和反馈接入：输出点和反馈接入 点不是一个点点不是一个点 out i F out iF F out v L R FF in i *扩展分析扩展分析 2、晶体管放大器实验电路说明、晶体管放大器实验电路说明 实验六实验六 单管放大电路单管放大电路 实验目的实验目的 掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法 掌握放大电路主要性能指标的测量方法掌握放大电路主要性能指标的测量方法 了解直流工作点对放大电路动态特性的影响了解直流工作点对放大电路动态特性的影响 掌握发射极负反馈电阻对放大电路性能的影响掌握发射极负反馈电阻对放大电路性能的影响 了解信号源内阻了解信号源内阻Rs对放大电路频带（上限截止对放大电路频带（上限截止 频率频率fH）的影响）的影响 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 47 实验电路实验电路 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 48 VCC RC R B1 RE2 RB2 T RS vs RL vL CC CE CB RE1 RW +12V 20k 15k 3.3k 200 50 5.1k 1k 47 F 10 F 10 F 100k 器件功能描述器件功能描述 李国林 电子电路与系统基础 49 VCC RC R B1 RE2 RB2 T RS vs RL vL CC CE CB RE1 RW 直流偏置电压源，为晶体直流偏置电压源，为晶体 管放大器提供电能供给管放大器提供电能供给 分压偏置分压偏置 电路，使电路，使 得晶体管得晶体管 位于恒流位于恒流 区区 串联负反馈电阻，用串联负反馈电阻，用 于稳定直流工作点于稳定直流工作点 旁路电容，高频短路，旁路电容，高频短路， 降低负反馈作用，提降低负反馈作用，提 高晶体管高频增益高晶体管高频增益 交流负反馈电交流负反馈电 阻，使得交流阻，使得交流 增益更加稳定增益更加稳定 电位器，用于调电位器，用于调 整直流工作点整直流工作点 保护电阻，电位器调整过程保护电阻，电位器调整过程 中确保晶体管中确保晶体管PN结不会过流结不会过流 集电极偏置电阻，决定集电极偏置电阻，决定 工作点和交流增益工作点和交流增益 输出回路耦合电容，耦合输出回路耦合电容，耦合 放大器信号至负载电阻放大器信号至负载电阻 负载电阻，吸负载电阻，吸 收放大器输出收放大器输出 电能，接收放电能，接收放 大器放大处理大器放大处理 后的信号后的信号 输入回路耦合电容，耦合输入回路耦合