傅丰林-模拟电子线路基础-笫一部分

1、傅丰林-模拟电子线路基础-笫一部分第一页，共173页。2内 容一、模拟电子线路基础课程的重要性二、模拟电子线路基础课程的教学方法三、半导体基础知识四、放大器的基本接法及多级放大器的计算五、负反馈放大器六、放大器频率特性分析七、集成运算放大器原理及应用八、综合测评题分析 第二页，共173页。3 明天的模拟电路：是消亡还只是不同而已? 数字技术飞速发展FPGA、DSP、SOC广泛应用，我门生活在数字化社会：数字电视、手机、数字家庭、数字校园（社区），电子系统中越来越多的模拟电路被数字系统所取代，越来越多的模拟功能将以数字化方式完成，以提供高性能、低功耗、低成本。明天还有模拟电路吗？ 一、模拟电子线

2、路课程的重要性第三页，共173页。4 我们居住的地球是模拟的，模拟信号是世间万物工作的方式，也是人类感官感知世界的方式。模拟信号在各种状态中连续工作。模拟和数字域转换通常限制了用户应用的性能或质量。不可否认的是，模拟是现实世界的接口，很难想象模拟设计将会消失，因为要处理现实世界的光与声等信号，就需要对模拟信号处理。数字电路和系统的存在，它们必须依赖于模拟信号处理与现实的世界互动。而一、模拟电子线路课程的重要性第四页，共173页。5且当模拟电路提供（并将继续提供）比同类功能数字电路更好的性能和功耗时，为什么不愿意使用简洁的模拟电路呢？ 因此，模拟电路的明天存在，还没有消亡！在电路需要更多地与现实

3、环境互动的时候，它们怎么可能是纯粹的数字？我们很难想像未来数字信号能从天线发射出去、人耳能直接听数字信号。一、模拟电子线路课程的重要性第五页，共173页。6 现在市场上搞模拟电路、特别是射频电路工程师奇缺。美国Tektronix（泰克）公司原首席工程师Linley Gumm指出:“许多人认为模拟电路已经过时，不值得研究它。必须记住：每个电子电路的基础都是模拟电路。模拟电路不仅没有过时，而且正引起人们的再度关注,用它来提供数字通信系统中的物理层，这一应用正改变着我们的世界。一定要学好这门课，因为它是我们了解电子领域知识的基础。”一、模拟电子线路课程的重要性第六页，共173页。7 中国电子科技集团

4、公司第五十四研究所总工程师陈建民指出：“所有的电子人，在工作的80时间内，都是在使用模拟电子电路知识。”一、模拟电子线路课程的重要性第七页，共173页。8一、模拟电子线路课程的重要性周立功博客 与数字技术或软件相比，模拟技术人才的培养和造就仍然需要一定的实践和时间，但无论数字技术发展到任何阶段将永远离不开模拟技术。由于难度系数较大的原因，有时即便投入很多精力，如果缺乏耐心、毅力和必要的条件，投入也并非一定有回报，但一旦在一定程度上掌握了模拟应用技术，那么在未来的职业生涯中并将具有“杀手锏”一样的竞争力。 第八页，共173页。9 尽管现在的电路网上多的是，但是如果自己不能很好的理解别人的电路，在

5、做设计的时候是很难把产品做好的。大家往往都是在电路上的一个很小的细节地方因为没有经验又不知道如何去想办法解决问题的情况下耗费人力物力和财力的，但是这方面又很少有人去重视和注意。要能很好很快地解决在电路设计中遇到的问题，必须要有学习基础和学习兴趣。一、模拟电子线路课程的重要性第九页，共173页。101.正确认识课程的地位和作用二、模拟电子线路基础课程的教学方法 是电子信息类专业一门重要的专业基础课，也是电子信息类专业的一门主干课程； 是一门理论与实际联系非常紧密、实践性很强的课程，它既有自身的理论体系，又必须与实践紧密结合，不能只学理论，而不做实验； 是培养硬件应用能力的工程类课程； 是工程师基

6、本训练的入门课程。第十页，共173页。111.正确认识课程的地位和作用二、模拟电子线路基础课程的教学方法 模拟电子线路基础课程的主要任务是使学生获得电子线路方面的基本理论、基本分析方法和基本技能，着重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及创新能力。 60学时 先修课程：高等数学、大学物理、电路分析、信号与系统 由易到难：器件、分立电路、集成电路、应用电路第十一页，共173页。12 总之，要使学生通过学习“模拟电子线路基础”这一课程，掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能，建立起以下观念： （1）系统的观念：从器件电路系统。从信号输入、中间的处理到最后的输出，各级之间的增益分

7、配、参数设置等都是相互协调、相互制约的，只有通盘考虑、全面调试才能获得理想效果。有利于培养学生系统集成的能力、综合应用能力和仿真能力；二、模拟电子线路基础课程的教学方法第十二页，共173页。13 （2）工程的观念：数学、物理的严格论证及精确计算到工程实际之间往往有很大差距，电子线路课程中“工程近似”方法是一种切合工程实际的方法，有利于学生工程观念的培养。 处理好以下几个关系： （1）基础与发展 （2）深度与广度 （3）理论与实践 （4）基础与应用 （5）内容与学时二、模拟电子线路基础课程的教学方法第十三页，共173页。14二、模拟电子线路基础课程的教学方法 课程存在的主要问题：内容多、概念多、

8、技术更新快、学时少、实践性和工程性强、难学难教的特点。内容多：第1章 半导体器件 第2章 放大器基础 第3章 放大器的频率特性 第4章 负反馈放大器 第5章 低频功率放大器 第6章 集成运算放大器原理及应用 第7章 直流稳压电源第十四页，共173页。15二、模拟电子线路基础课程的教学方法概念多：半导体基础、多子、少子；扩散、漂移；双极型、单极型晶体管工作原理；放大、截止、饱和；甲类、乙类、甲乙类；偏流、偏压；静态、动态；图解法、微变等效电路法；CE、CB、CC；CS、CG、CD；有源负载；线性失真、非线性失真；负反馈、正反馈；第十五页，共173页。16二、模拟电子线路基础课程的教学方法技术更新

9、快：如已增加的D类功放、电流模运放外，模拟集成电路得到了飞速发展,其表现之一是使用MOS器件的模拟集成电路逐渐成为主流，改变了模拟集成电路主要使用双极型器件的局面。 MOS器件具有尺寸小、功耗低等优点，特别是它与数字电路的主流工艺兼容，这对系统级芯片(SOC)的实现有重要意义。而MOS器件的噪声大，工作频率低的缺点，随着集成电路工艺和电路技术的进步，已有很大改观，完全可以满足一般电子系统对性能的要求。 高速、高压摆率、低噪、轨到轨等新的芯片。 第十六页，共173页。171.正确认识课程的地位和作用二、模拟电子线路基础课程的教学方法 ADA4896-2: 1 nV/Hz、低功耗、轨到轨输出放大器

10、。单位增益稳定、低噪声、轨到轨输出、高速电压反馈型放大器，堪称超声、低噪声前置放大器和高性能ADC驱动器等各种应用的理想解决方案。正是ADI公司专有的新一代SiGe双极性工艺和创新结构，才造就了如此高性能的放大器。 ADA4896-2/ADA4897-1带宽为230 MHz，压摆率为120 V/s，0.1%建立时间为45 ns，具有宽工作电压范围（3 V至10 V），特别适合需要高动态范围、精度以及高速度的系统。第十七页，共173页。181.正确认识课程的地位和作用二、模拟电子线路基础课程的教学方法 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型

11、晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR（Giant Transistor的缩写，电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。第十八页，共173页。191.正确认识课程的地位和作用二、模拟电子线路基础课程的教学方法 工程性强：工程概念

12、、工程估算、合理近似。 实践性：设计的电路必须进行实验，两者会有差别。 学时少：一般都只有60学时左右。 难学难教： 难学： 学生进入工程领域的第一门课程，很不适应，学习方法不得要领； 学生电路基础薄弱； 学生精力投入不足。第十九页，共173页。20二、模拟电子线路基础课程的教学方法 难教： 课程涉及内容面宽而多，新器件新技术发展又很快，要“吃透”内容很不容易； 学生重视考研课程，而对与考研无关的课程部分学生不大重视； 学生重数字、轻模拟； 教师精力投入不足，与政策有关。第二十页，共173页。21 2.教学理念 课堂教学是实现素质教育的主渠道。 周济 前部长 名师、教授要上讲台，给学生讲基础课

13、。 让教书育人，为人师表成为教师的道德规范。 温 总 理 课堂教学是传授知识、培养能力、提高素质的最重要教学手段，实现人才培养目标的基本途径。 讲好一门课，需要教师全身心地投入。二、模拟电子线路基础课程的教学方法第二十一页，共173页。22 2.教学理念 教书育人，为人师表是教师的道德规范。 师生接触最多的机会基本上是在课堂教学。学生通过课堂可以领略到优秀教师的学术造诣、治学态度和科学研究的精神、方法、思路，对学生的世界观、人生观、思想品质、价值取向、为人处事有着非常重要的影响。 教师应尽可能参与科研。科研不仅是对课本知识的活化、生动诠释，也是教师业务水平提高的重要途径。 二、模拟电子线路基础

14、课程的教学方法第二十二页，共173页。233.教学方法 （1）教师必须“吃透”课程内容，不要“半瓶子水晃荡”，这是关键。只有对这门课的相邻课程能充分理解，讲课就游刃有余。 自己学过已经掌握 已经掌握彻底搞通； 自己明白讲得清楚； 讲得清楚学生理解； 教书是学问，又是艺术。 二、模拟电子线路基础课程的教学方法第二十三页，共173页。243.教学方法 （2）精选内容：做到经典与现代的融合，压缩分立器件电路，加强集成电路；加强实践环节：实验教学单独设课，增加实验学时数，同时规定学生必须参加课外科技活动；引入先进的分析与设计方法：EDA的引入和应用改变了传统的设计方法。 （3）保证单位课时足够的信息量

15、和一定的理论深度。 （4）要向学生推荐该课程的学习方法。 二、模拟电子线路基础课程的教学方法第二十四页，共173页。25二、模拟电子线路基础课程的教学方法要培养兴趣，“兴趣是最好的老师” ；要重视基本概念、基本原理、基本分析方法和基本应用；学会工程近似分析方法，用工程观点分析问题；重视作业和实验；学会听课、适当笔记；学问学问，要学要问；重视小结归纳，读书由薄到厚，再由厚到薄；要知难而进，不要知难而退。向学生推荐好的学习方法。 第二十五页，共173页。26二、模拟电子线路基础课程的教学方法成绩好的关键就是你会不会学习。其实我很早就总结了一个关于成功的公式： W=X+Y+Z（成功=刻苦学习+正确的

16、方法+少说废话）。爱恩斯坦谈学习方法第二十六页，共173页。27二、模拟电子线路基础课程的教学方法 少说废话相信你一定做得到，或许你也很刻苦，但是你能不能确信你现在的学习方法是否正确呢？学习方法事实上决定了你的成绩，方法就是你征服未知的工具。 伐木工人用斧头一上午只能砍一棵大树，但用电锯十分钟就完事了。如果你没有好的方法，即使你每天刻苦学习，你也不会取得好成绩。因此，你会经常看到那些整天抱着书本 ，戴着厚厚眼镜的人，一上考场常常被打得一败涂地。为什么？因为他们的学习方法不对第二十七页，共173页。28除了方法我还想谈谈兴趣，你一定要对你的学习感兴趣，否则你会感到很不愉快。好的方法在你的兴趣指引

17、下会事半功倍。我曾经这样来说明我的相对论：在火车上，你与一个美丽的小姐相对而坐，已经过了1小时，你好像觉得才过了10分钟；如果你对面是一个滚烫的火炉，才过了10分钟，你就会觉得好像是1小时。 为什么会这样呢？我们总是乐于沉迷于感兴趣的事情，而对不感兴趣的事情就会精神浮躁。你在心情愉快的时候，你的学习效率是你平常的二、模拟电子线路基础课程的教学方法第二十八页，共173页。29好几倍，而且会记得很好。如果你把学习当做“火炉”，那你在课堂上就会度日如年。 只有学会学习的人，才能感受到学习的乐趣。只有在快乐中学习人们才能学得更聪明。上帝总是奖赏那些走在别人前面的聪明人那就是未来的你。 热爱学习吧！年轻

18、人！二、模拟电子线路基础课程的教学方法第二十九页，共173页。30三、半导体基础知识问题： 为什么温度升高二极管导通门限电压下降？ 硅二极管导通电压比锗二极管的导通电压高？ “基调效应”如何解释？1.本征半导体载流子浓度式中B ：与材料相关的参数,对于硅B=5.41031 EG ：禁带宽度,EG=1.12eV(Si)k:玻尔兹曼常数,k=8.62X10-5eV/K,T=300K时, 第三十页，共173页。31三、半导体基础知识 而硅晶体大约有51022原子/cm3,即十亿分之一原子被热激发产生电子-空穴对。 锗: T=300K时,第三十一页，共173页。32 以N型半导体为例,在纯净的硅半导体

19、中掺入五 价杂质构成N型半导体,设施主杂质浓度为ND,在热平衡状态下自由电子的浓度 nn0ND下标n表示N型半导体,0表示热平衡下,有 nn0pn0=ni22.杂质半导体三、半导体基础知识3.解释两个问题第三十二页，共173页。33 (1)温度升高，ni增大，而多子取决于杂质电离（常温下已全部电离），基本不增加，于是少子增加，扩散力下降，平衡它的电场力也下降，势垒高度下降，PN结导通电压下降。 （2）对于硅、锗半导体在掺杂浓度相同的情况下，锗的少子比硅的少子多得多，它的扩散力小，平衡它的电场力也小，势垒高度低，即锗PN结导通电压低。三、半导体基础知识第三十三页，共173页。344.“基调效应”

20、三、半导体基础知识第三十四页，共173页。35四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算（1）共射（ Common Emitter简写为CE）放大器（2）共基（ Common Base简写为CB）放大器（3）共集（ Common Collector简写为CC）放大器1. 双极型晶体管放大器三种基本组态哪个极为输入电路和输出电路的公共端即称为共什么极电路第三十五页，共173页。36（1）共射（CE）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第三十六页，共173页。37（1）共射（CE）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第三十七页，共173页。38四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算例4

21、-1 试求如下电路的 、 、 和第三十八页，共173页。39（2）共基（CB）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第三十九页，共173页。40（2）共基（CB）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第四十页，共173页。41例4-2 试求如下电路的 、 、 和四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第四十一页，共173页。42（3）共集（CC）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第四十二页，共173页。43（3）共集（CC）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第四十三页，共173页。44四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算例4-3 试求如下电路的 、 、 和第四十

22、四页，共173页。452.双极型晶体管放大器三种基本组态的扩展（1）射极带有电阻的共射放大器（2）基极带有电阻的共基放大器（3）集电极带有电阻的共集电极放大器 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第四十五页，共173页。46（1）射极带有电阻的共射放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第四十六页，共173页。47 当 ,则 电压放大倍数与晶体管参数基本无关，提高了中频电压放大倍数的稳定性。讨论：当 ,则四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算当 ,则回到共射基本组态第四十七页，共173页。48（2）基极带有电阻的共基放大器讨论： 当Rb=0时,回到共基基本组态 四、晶体管放大器的三种组态

23、及多级的计算第四十八页，共173页。49（3）集电极带有电阻的共集放大器讨论： 当hoe=0时,与共集基本组态相同 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第四十九页，共173页。50四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算 输入端 输出端 电路组态B、E ( )C、E( ) CEE、B( )C、B( ) CBB、C ( )E、C( ) CC小结：第五十页，共173页。51（1）共源（CS）放大器（2）共栅（CG）放大器（3）共漏（CD）放大器3. 场效应晶体管放大器三种基本组态共源（CS）共射（CE）共栅（CG）共漏（CD）共基（CB）共集（CC）四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十一页

24、，共173页。52（1）共源（CS）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十二页，共173页。53（2）共栅（CG）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十三页，共173页。54（2）共栅（CG）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十四页，共173页。55（3）共漏（CD）放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十五页，共173页。56（1）源极带有电阻的共源放大器（2）栅极带有电阻的共栅放大器 (无意义，因无栅流)（3）漏极带有电阻的共漏放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十六页，共173页。57（1）源极带有电阻的共源放大器四、晶体管放大

25、器的三种组态及多级的计算第五十七页，共173页。58受控电流源支路 改为电压源形式 由图可知所以而四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十八页，共173页。59讨论： 当Rs=0时,回到共源基本组态 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第五十九页，共173页。60（2）漏极带有电阻的共漏放大器讨论： 当Rd=0时,回到共漏基本组态 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第六十页，共173页。61四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算 输入端 输出端 电路组态G、S ( )D、S( ) CSG、D ( )S、D( ) CD小结：第六十一页，共173页。62（1） 什么是有源负载引例 用有源

26、器件（如双极晶体管或场效应晶体管等）构成的对直流呈现小电阻，而对交流呈现很大电阻的电路，称为有源负载。 该电路在放大器中作为负载电阻使用。 5.有源负载放大器四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第六十二页，共173页。63（2）构成有源负载的电路a、b两端等效直流电阻几何意义：Q点与原点之间连线斜率的倒数。 基本型有源负载 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算用单管构成的有源负载的几种形式第六十三页，共173页。64几何意义：Q点切线的斜率的倒数。 a、b两端等效交流电阻 ：VT的输出电阻三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第六十四页，共173页。65交流等效直流等效：交流等效：改进三、

27、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第六十五页，共173页。66三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算用单管构成的有源负载的几种形式第六十六页，共173页。67 集成电路中通常用双极晶体管或场效应晶体管构成基本电流源或微电流源作为有源负载电路。 等效双极型基本电流源 双极型微电流源 当三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第六十七页，共173页。68（3）有源负载双极型晶体管放大器三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第六十八页，共173页。69（3）有源负载双极型晶体管放大器三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第六十九页，共173页。70有源负载双极型晶体管放大器电路三、晶体管放大器的三种组

28、态及多级的计算（a）（b）第七十页，共173页。71三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算有源负载双极型晶体管放大器图(a)电路(CE)（a）第七十一页，共173页。72三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算有源负载双极型晶体管放大器图(b)电路(CC)（b）第七十二页，共173页。73组成共射放大器、 组成基本电流源有源负载双极型晶体管共射放大器三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算对直流呈现小电阻对交流呈现大电阻大大提高了电压放大倍数，而又不需要选用很高的电源电压。第七十三页，共173页。74有源负载双极型晶体管共射放大器在放大区小信号工作时三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第七十四页

29、，共173页。75CSCGCD（4）场效应晶体管有源负载放大器三、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第七十五页，共173页。76（1）共源接法有源负载放大器互补MOS(CMOS) 有源负载共源放大器 VT2和VT3构成基本电流源，作为VT1的负载。四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第七十六页，共173页。77（2）共栅接法有源负载放大器CMOS有源负载共栅放大器 VT2和VT3构成基本电流源，作为VT1的负载。四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第七十七页，共173页。78 由图可得四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第七十八页，共173页。79（3）共漏接法有源负载放大器CMOS有源

30、负载共漏放大器 VT2和VT3构成基本电流源，作为VT1的负载。四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第七十九页，共173页。80式中 ， 。由图可得四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十页，共173页。81计算输出电阻的等效电路如图(a)所示，图中 变形后得图(b)。 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十一页，共173页。82（1）输入电阻由图可知 6.多放大器的计算四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十二页，共173页。83 （2）电压放大倍数 和 多级放大器的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十三页，共173页。84（3）输

31、出电阻电流放大倍数四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十四页，共173页。85关键：下一级的输入电阻即为前一级的负载电阻下一级的信号源内阻即为前一级的输出电阻四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十五页，共173页。86 （a） （b） （c）7.晶体管放大器计算举例例4-4 电路如图所示，要求： （1）分析图(a), (b), (c)各为何种放大组态？ （2）分别求 ; （3）设 ，电容对交流视为短路，计算 。 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十六页，共173页。87（2）放大器（a）的直流通路如图所示。解：（1）（a）CE组态；（b）CE组态（c）CB组态四、晶体管放大

32、器的三种组态及多级的计算第八十七页，共173页。88四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十八页，共173页。89放大器（b）的直流通路如图所示：四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第八十九页，共173页。90放大器（c）的直流通路如图所示：四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十页，共173页。91（3）放大器（a）的交流通路如图所示：四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十一页，共173页。92（3）放大器（b）的计算：四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十二页，共173页。93（3）放大器（c）的交流通路如图所示：四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十三页，共1

33、73页。94参数相同，电路对称，求 表达式。 例4-5 和双输入端，输入信号分别加到两管的基极，利用迭加原理进行求解。 当作用时，四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十四页，共173页。95输出电压与输入电压之差成正比 ，起抵消 的作用。 当作用时，四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十五页，共173页。96例4-6 电路如图所示，已知计算：多级放大器的计算四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十六页，共173页。97解: 图中所示的两级放大器第一级是射极跟随器，第二级是共射放大器。(1)计算 四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十七页，共173页。98(2)计算 和 ：

34、(实际上 组成射随器可以认为 ,而不必计算。)四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十八页，共173页。99(3)计算 ：四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第九十九页，共173页。100 例4-7 已知FET参数gm、rds 双极晶体管参数hie 、hfe,试写出Ri、 和Ro的表达式。四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第一百页，共173页。101解: CSCD四、晶体管放大器的三种组态及多级的计算第一百零一页，共173页。102五、负反馈放大器1.反馈的概念 把放大器的输出电路中的一部分能量送回输入电路中，以增强或减弱输入讯号的效应。增强输入讯号效应的叫正反馈；减弱输入讯号效应的

35、叫负反馈。正反馈常用来产生振荡；负反馈能稳定放大，减少失真，因而广泛应用于放大器中。（摘自现代汉语词典）存在问题：可以是一部分也可以是全部；是减小失真而不是减少失真；是信号而不是讯号。 第一百零二页，共173页。103 反馈是将输出电压或输出电流的一部分或全部以一定的方式回送到输入端。即输出量作用于输入端称为反馈；输入量作用于输入端则不能称为反馈。 五、负反馈放大器第一百零三页，共173页。104信号的两种流向正向传输：输入 输出反向传输：输出 输入 闭环输入 输出 基本放大电路 反馈网络五、负反馈放大器传输路径均为单通道第一百零四页，共173页。105五、负反馈放大器是吗？（应令 ）第一百零

36、五页，共173页。106 反馈是将输出电压或输出电流的一部分或全部以一定的方式回送到输入端。 如果回送到输入端的仅仅是交流信号，则称为交流反馈；如果回送到输入端的只有直流分量，则称为直流反馈；如果回送到输入端的不仅有交流信号，而且也有直流分量，则同时存在交、直流两种反馈。若反馈的结果使净输入信号减弱，则称为负反馈；反之，若反馈的结果使净输入信号增强，则称为正反馈。 五、负反馈放大器第一百零六页，共173页。107五、负反馈放大器2.反馈的分类 直流、交流反馈 正反馈、负反馈 电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈第一百零七页，共173页。1083.负反馈放大器的基本类型

37、反馈系数反馈放大器的放大倍数基本放大器的放大倍数 五、负反馈放大器第一百零八页，共173页。109基本放大器放大倍数又称开环增益；反馈放大器放大倍数又称闭环增益。正反馈负反馈五、负反馈放大器第一百零九页，共173页。110(1)电压反馈和电流反馈电压取样电流取样五、负反馈放大器第一百一十页，共173页。111(2)串联反馈与并联反馈串联反馈并联反馈五、负反馈放大器第一百一十一页，共173页。112(3)4种负反馈类型五、负反馈放大器(a)电压串联(b)电流串联(c)电压并联(d)电流并联第一百一十二页，共173页。113一般步骤： 找到反馈支路； 判断取样方式； 判断比较方式； 判断反馈极性。

38、五、负反馈放大器(4)反馈类型的判别第一百一十三页，共173页。114方法与技巧找反馈支路 消失 电压取样 存在 电流取样判断取样方式短路五、负反馈放大器若将输出端短路，反馈消失电压反馈若将输出端负载开路，反馈消失电流反馈第一百一十四页，共173页。115电流反馈：(b)、（d）、（f）常见连接方式:电压反馈:（a）、（c）、（e）五、负反馈放大器第一百一十五页，共173页。116信号源AB串联反馈信号源AB并联反馈判断比较方式 如何判别是串联反馈还是并联反馈，可以根据反馈信号与输入信号在输入端引入的节点不同来判别。如果反馈信号与输入信号是在输入端的同一个节点引入，反馈信号与输入信号必为电流相

39、加减，为并联反馈；如果它们不在同一个节点引入，反馈信号与输入信号必为电压相加减为串联反馈。五、负反馈放大器第一百一十六页，共173页。117串联反馈和并联反馈 并联反馈串联反馈五、负反馈放大器第一百一十七页，共173页。118并联反馈:(b)、（d)、（f)、（h） 常见连接方式: 串联反馈:(a)、(c)、（e)、（g） 五、负反馈放大器第一百一十八页，共173页。119 瞬时极性法 假设输入端的电位为+，依次判断A 和B 输出端电位的实际极性。 并联反馈 :若反馈到输入端的电位为负，则为负反馈；反之为正反馈。 串联反馈: 若 实际极性为正，则为负反馈；反之为正反馈。五、负反馈放大器负反馈和

40、正反馈：通常采用瞬时极性法 第一百一十九页，共173页。120电压串联负反馈电流并联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 判断反馈类型的4个例子五、负反馈放大器第一百二十页，共173页。1214. 反馈类型判断的例子 例5-1 判别下图所示电路是电压反馈还是电流反馈？是交流反馈还是直流反馈或者两者兼而有之？是正反馈还是负反馈？ (a) (b)五、负反馈放大器第一百二十一页，共173页。122(c) (d) 五、负反馈放大器第一百二十二页，共173页。123(e) 五、负反馈放大器第一百二十三页，共173页。124(f) 五、负反馈放大器第一百二十四页，共173页。125 解 (1)图(a)中

41、反馈支路为 。若将输出端短路， 右端对交 流相当于接地，反馈消失，因此是电压反馈。它既对交流电压反馈，也对直流电压反馈。 (2)图(b)中反馈支路为 。若将输出端短路，反馈仍存在；若将输出端负载 开路，反馈消失，故为电流反馈。显然，它既对交流电流反馈，也对直流电流反馈。 当输入电压为正时，输出电压为负，所以是负反馈。交流负反馈用来改善放大器的性能；直流负反馈用来提高静态工作点的稳定性。 当输入电压为正时，输出电压为负，输出电流方向从上向下，所以是负反馈。交流负反馈用来改善放大器的性能；直流负反馈用来提高静态工作点的稳定性。五、负反馈放大器第一百二十五页，共173页。126输出端：取样电压输入端

42、：串联比较瞬时极性法： 负反馈电压串联负反馈(3) 图(c)中反馈支路为 。(c) 五、负反馈放大器第一百二十六页，共173页。127(4) 图(d)中反馈支路为 和 两条支路(d) 支路 电压串联负反馈 支路电压并联正反馈五、负反馈放大器第一百二十七页，共173页。128(5) 图(e)电压并联负反馈(6) 图(f)电压串联负反馈五、负反馈放大器 例5-2 判别下图所示电路的反馈类型，并指出反馈支路？第一百二十八页，共173页。129五、负反馈放大器(a) 两级之间存在电压串联正反馈。反馈路径：Rf ，Re1。(b) 两级之间存在电压并联负反馈。反馈路径：R2 。 第1级还存在电流串联负反馈

43、。反馈路径：Re1。 第2级还存在电压串联负反馈。反馈路径：Re2。第一百二十九页，共173页。130五、负反馈放大器(c) 第1级为电流串联负反馈，反馈路径：Re1。 第2级为电压并联负反馈，反馈路径：Rf 。(d) 两级之间存在电压串联负反馈，反馈路径：Rf2 、Re1。 第1级存在电流串联负反馈，反馈路径：Rf2/Re1 。 前者级间反馈是主要的。第一百三十页，共173页。131五、负反馈放大器(e) 电压并联正反馈，反馈路径：Rf 、Rf 。(f) 两级之间存在电压串联负反馈。反馈路径：R1 ，R2。第一百三十一页，共173页。132五、负反馈放大器(g) 两级之间的电压并联正反馈，反

44、馈路径：Rb 。 第1级存在电压串联负反馈，反馈路径： Re1/Ri2。 第2级存在电压串联负反馈，反馈路径：Rb1/Rb2 /Re2/RL。(h) 两级之间的电压并联负反馈，反馈路径：Rg 。 第1级存在电流串联负反馈，反馈路径：Re1 。 第2级存在电压串联负反馈，反馈路径：Rg1/Rg2/Re/ RL 。第一百三十二页，共173页。133五、负反馈放大器(i) 电压串联负反馈，反馈路径：uo到u-的短路线 。(j) 电压串联负反馈，反馈路径：R2 、R1。第一百三十三页，共173页。134五、负反馈放大器 例5-3 试说明从A端输出和B端输出各为何种反馈？二者有些什么区别？假设 ,在输出

45、端A和B同时接上负载电阻 ，问二者得到的输出电压 和 有无区别？若将负载电阻 分别接在A和B，问得到的输出电压又如何？ 第一百三十四页，共173页。135五、负反馈放大器 A端输出：电流串联负反馈。可提高输入电阻和输出电阻，稳定输出电流。 B端输出：电压串联负反馈。可提高输入电阻，降低输出电阻，稳定输出电压。 在输出端A和B同时接上负载电阻： 第一百三十五页，共173页。136五、负反馈放大器负载电阻分别接在A和B: 将电路分别做代维南等效。负载电阻接在A端和B端时，其等效框图如下图所示。 且它们极性相反。 第一百三十六页，共173页。137 例5-4 电路如下图所示，试分析电路中通过哪些元件

46、引入了级间反馈？各是什么类型反馈？ 解：在图中通过反馈元件 、 引入了级间（第3级至第1级）的交流反馈（ 隔断了直流）；通过反馈元件 、 引入了级间（第2级至第1级）的直流反馈（交流被旁路了）。 五、负反馈放大器第一百三十七页，共173页。138 对于交流反馈，将输出端短路，反馈未消失，故为电流反馈。由于输入信号加于VT1的基极与地之间，而反馈信号加在VT1的发射极与地之间，不在同一输入端故为串联反馈。下面用瞬时极性法进行分析：先假设 的瞬时极性为上+下-，由于VT1为共射接法，故VT1集电极的输出电压为上-下+，VT2又是共射接法，所以VT2集电极的输出电压又反相一次为上+下-，VT3还是共

47、射接法，输出电压应为上-下+，故 的流向如图中所标那样， 的一部分流过 和 ，自然在 上产生的电压为上+下-，削弱了 的作用，故为负反馈（ 上电压的极性也可这样分析；VT3发射极电压应为基极电压同相，为上+下-，故 的电压为上+下-）。 五、负反馈放大器第一百三十八页，共173页。139稳定性的定量分析增益稳定度定义：显然，增益相对变化量值越小，增益稳定度越高。比较它们的大小，即可看出加入负反馈后对增益稳定性的影响。和闭环增益的稳定性提高为原来的F 倍5. 负反馈对放大器性能的改善（1）提高了放大倍数的稳定性五、负反馈放大器第一百三十九页，共173页。140五、负反馈放大器第一百四十页，共17

48、3页。141五、负反馈放大器在实际计算中常需将 转换成则第一百四十一页，共173页。142五、负反馈放大器 例5-5 如果开环增益从100变化到 75，且已知 ,求 闭环电压增益相对变化量。 不难求得 解法一：利用公式 第一百四十二页，共173页。143五、负反馈放大器不难求得 解法二：利用公式 可见两者差别挺大，解法二是正确的。第一百四十三页，共173页。144电压串联负反馈放大倍数稳定性的定性分析 稳定量是闭环电压增益，当输入电压一定时，输出电压稳定。（ 一定) 电流并联负反馈 稳定量是闭环电流增益，当输入电流一定时，输出电流稳定。五、负反馈放大器第一百四十四页，共173页。145 例5-

49、6一电压串联负反馈放大器如图所示。 ，设 由于某种原因从100下降到50，若要保持 为1V， 问 应如何变化？ 解： 应从50mV提高到60mV，需增加10mV。 五、负反馈放大器oU&第一百四十五页，共173页。146注意： fHf=FfH。只有 为单极点时才成立。 反馈类型不同， 的含义不同，故这里的通频带不一定对应于电压增益的通频带。定性说明：（2）展宽了通频带五、负反馈放大器第一百四十六页，共173页。147则式中：设单级电压串联负反馈 ， 为常数 定量分析：五、负反馈放大器第一百四十七页，共173页。148五、负反馈放大器第一百四十八页，共173页。149五、负反馈放大器 例5-7

50、电路如图所示，已知 、 试分别求开关S断开与合上时的下限频率。第一百四十九页，共173页。150五、负反馈放大器 解：开关S断开时的下限频率 fL 为 开关S合上时的下限频率 fLf 为或或第一百五十页，共173页。151负反馈放大器的传输特性 线性关系，Bu 是一常数以电压串联负反馈为例 基本放大器的传输特性 用传输特性曲线加以说明 （3）减小了非线性失真也可用预失真法加以说明五、负反馈放大器第一百五十一页，共173页。152 引入负反馈后，虽然信噪比并没有得到提高,但输出信号的减小可以通过提高输入信号来弥补,从而为输出信噪比的提高提供了机会。 （4）抑制了内部噪声和干扰 负反馈只能改善反馈

51、环节内的性能，而不能改善反馈环节外的性能。负反馈虽然改善了放大器的性能，但付出了 代价，即放大倍数下降。 五、负反馈放大器第一百五十二页，共173页。153由负反馈的定义可得:对串联负反馈有：对并联负反馈有： （5）对输入电阻的影响五、负反馈放大器第一百五十三页，共173页。1541）串联负反馈 引入串联负反馈使得放大器的输入电阻增加，为基本放大器输入电阻的F倍。五、负反馈放大器第一百五十四页，共173页。155其中：五、负反馈放大器2）并联负反馈第一百五十五页，共173页。156输出电阻求解方法：其中：开路电压短路电流 （6）对输出电阻的影响五、负反馈放大器第一百五十六页，共173页。1571）电压负反馈 五、负反馈放大器第一百五十七页，共173页。158 引入电压负反馈使得放大器的输出电阻减小，为基本放大器输出电阻的 。则反