电子技术（第2版）

第1章常用半导体器件1.1PN结光敏性：当收到光照时，导电能力明显变化。参杂性：往纯净的半导体中参入某种杂质，导电能力明显改变。1.1.1半导体的导电特性1.半导体的特点热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强。2、本征半导体

本征半导体——纯净的、不含其他杂质的半导体

本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。导电性取决于外加能量：温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化。电子载流子空穴1.1.1半导体的导电特性形成：在本征半导体中掺入微量三价元素。(1)P型半导体3.杂质半导体1.1.1半导体的导电特性多数载流子——空穴

少数载流子——电子3.杂质半导体形成：在本征半导体中掺入微量五价元素。(2)N型半导体1.1.1半导体的导电特性多数载流子—电子少数载流子—空穴1.PN结的形成1.1.2PN结动态平衡形成空间电荷区PN结形成P型和N型半导体结合扩散运动内电场建立阻碍扩散运动促使漂移运动多子浓度差2.PN结的单向导电特性（1）PN结正向偏置正偏——P区接电源正极，N区接电源负极。PN结正偏时呈导通状态，正向电阻很小，正向电流很大。1.1.2PN结（2）PN结反向偏置反偏——N区接电源正极，P区接电源负极。PN结反偏时呈截止状态，反向电阻很大，反向电流很小。2.PN结的单向导电特性1.1.2PN结（1）热击穿：不可逆，应避免。（2）电击穿：可逆。又分为雪崩击穿和齐纳击穿。无论发生哪种击穿，若对其电流不加以限制，都可能造成PN结的永久性损坏。3.PN结的反向击穿特性1.1.2PN结1.2半导体二极管1.2.1二极管的结构1.结构与符号由一个PN结构成（a）点接触型（b）面接触型1.2半导体二极管1.2.1二极管的结构1.结构与符号

在PN结的两端各引出一根电极引线，然后用外壳封装起来就构成了半导体二极管（或称晶体二极管，简称二极管）。1.2.1二极管的结构2.分类（a）点接触型（b）面接触型（c）平面型材料：硅二极管和锗二极管用途：整流、稳压、开关、普通二极管结构、工艺：点接触型、面接触型、平面型1.2.2二极管的伏安特性及电路模型1.二极管的伏安特性伏安特性是指二极管两端的电压u与流过二极管电流i的关系。反向饱和电流1.2.2二极管的伏安特性及电路模型（1）正向特性当外加正向电压小于死区电压Uth

时，正向电流i≈0。Uth

又称开启电压或门坎电压，硅管约为0.5V，锗管约为0.1V。当正向电压继续增大至二极管完全导通后，两端电压基本为定值，称为二极管的正向导通压降。硅管约为0.6~0.8V（通常取0.7V），锗管约为0.2~0.3V（通常取0.2V）。

1.2.2二极管的伏安特性及电路模型（2）反向特性外加反向电压时，反向电流很小（I≈－IS），而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称此电流值为二极管的反向饱和电流。在室温下，硅管的反向饱和电流比锗管的小得多，小功率硅管的IS小于0.1μA，锗管为几十微安。当反向电压达到U（BR）时，反向电流急剧增大，二极管击穿。U（BR）称为反向击穿电压，二极管一旦击穿，便失去单向导电性，使用时要注意。

1.2.2二极管的伏安特性及电路模型2.温度特性温度对二极管伏安特性的影响很大，如图1.2.3中虚线部分为温度升高时的特性。特点概括如下：（1）当温度升高时，二极管的正向特性曲线向左移动——二极管的导通压降降低。（2）当温度升高时，二极管的反向特性曲线向下移动——反向饱和电流IS增大。（3）当温度升高时，反向击穿电压U(BR)减小。

结论：二极管是非线性元件；二极管具有单向导电性。3．二极管的等效电路模型1.2.2二极管的伏安特性及电路模型（1）理想电路模型

（2）恒压降模型（3）二极管的小信号模型二极管的电压和电流在微小变化范围内，将二极管近似看成线性器件，等效为一个动态电阻rD。

1.2.3二极管的主要参数

1.最大整流电流IFM2.反向击穿电压UBM3.反向电流IR4.最高工作频率fM

1.2.4二极管的应用及测试1．二极管的应用利用二极管的单向导电特性，常用作整流、检波、限幅、钳位、开关、元件保护、温度补偿等。【例1.2.1】图1.2.6所示是利用二极管构成的正向限幅器。所谓限幅器就是削波电路，用来限制输出电压的幅度。设ui=12sin

tV，US=3V。试分析工作原理，并作出uo的波形（VD为理想元件）。

1.3特殊二极管1.3.1稳压二极管

稳压二极管是一种特殊工艺制造的面接触型硅二极管，通常工作在反向击穿状态。稳压二极管的伏安特性曲线与硅二极管的伏安特性曲线完全一样。1.基本概念2.主要参数(1)稳定电压VZ1.3.1稳压二极管

UZ是指稳压管在正常工作（流过的电流在规定范围内）时，稳压管两端的电压值。（2）稳定电流IZ和最大稳定电流IZM

IZ是指稳压管在正常工作时的参考电流值，通常为工作电压等于UZ时所对应的电流值。当工作电流低于IZ时，稳压效果变差。若工作电流低于IZmin将失去稳压作用。最大稳定电流IZM是指稳压管允许通过的最大反向电流，若工作电流高于IZM稳压管易击穿而损坏。

（3）最大耗散功率PZM

PZM是指稳压管的稳定电压UZ与最大稳定电流IZM的乘积，它是由管子的温升所决定的参数。

IZM和PZM是为了保证管子不发生热击穿而规定的极限参数。

发光二极管(LED)是一种将电能转化为光能的特殊二极管。根据材料的不同可发出红、绿、兰、黄光泽。其工作电压一般为(1.5～3V),工作电流为(10mA～30mA)。1.3.2发光二极管

又称为光敏二极管，反向偏置时光照导通。反向电流随光照强度的增加而上升。是一种将光信号转化为电信号的特殊二极管,如影碟机中的激光二极管.1.3.3光电二极管1.4双极型三极管

双极型半导体三极管（简称BJT），又称为双极型晶体三极管或三极管、晶体管等。之所以称为双极型管，是因为它由空穴和自由电子两种载流子参与导电。三极管可以用来放大微弱的信号和作为无触点开关。

1.4.1三极管的基本结构及类型1.结构与符号1.4.1三极管的基本结构及类型2.三极管的分类按材料可分为：硅管和锗管两类。按工作频率高低可分为：低频管（3MHz以下）和高频管（3MHz以上）两类。按功率分为：大、中、小功率等。根据特殊性能要求可分为开关管、低噪声管、高反压管等等。

3.三极管结构特点•

发射区的掺杂浓度最高。•

集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大。•

基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。1.电流放大条件

三极管的电流放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。内部条件：内部结构上的特点外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置1.4.2晶体三极管的电流分配关系及电流放大作用图1.4.2晶体三极管特性测试电路（1）电流分配关系

＝＋（2）IE≈IC>>IB

电流放大作用——基极电流较小的变化引起集电极电流较大的变化，即小量控制大量的作用。2.晶体三极管的电流分配关系及电流放大作用IB/mA00.020.040.060.080.10IC/mA<0.0050.751.522.293.063.81IE/mA<0.0050.771.562.353.143.91（3）电流放大作用１.输入特性曲线1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。（3）uCE≥1V再增加时，曲线右移很不明显。不同的UCE输入曲线几乎重合。（2）当uCE=1V时，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，在同一uBE电压下，iB

减小。特性曲线将向右稍微移动一些。1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线１.输入特性曲线1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线

输出特性是只在基极电流IB一定的情况下，集电极与发射极之间的电压uCE与集电极电流iC之间的关系，即2.输出特性曲线

通常把输出特性曲线分成截止、饱和、放大三个工作区来分析半导体三极管的工作状态。1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线总结三极管三个工作区的特点，见表1.4.2表1.4.2晶体管在不同工作状态下的特点【例1.4.1】测得工作在放大电路中两个晶体管管脚对地的电位分别如下表所列。试判断管型、电极及所用材料。

1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线管脚123管脚123电位（V）+4.2+3.6+12电位（V）－6－2.3－2晶体管1晶体管2（1）晶体管1中，3脚电位最高，它是集电极C，且为NPN型管。1脚和2脚之间的电压为0.6V，可确定1脚是基极、2脚是发射极，且为硅管。

（2）晶体管2中，1脚电位最低，它是集电极C，且为PNP型管。2脚和3脚之间的电压为0.3V，可确定2脚是基极、3脚是发射极，且为锗管。

【例1.4.2】在图1.4.6中，给出了实测双极型三极管各个电极的对地电位，试判定这些三极管是硅管还是锗管？处于哪种工作状态？

1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线

（a)(b)(c)图1.4.6例1.4.2图（1）在（a）图中，晶体管为NPN型。因为UBE=0.7V，发射结正偏，为硅管。又因为VB＞VC，集电结也正偏，故工作在饱和状态。

【例1.4.2】在图1.4.6中，给出了实测双极型三极管各个电极的对地电位，试判定这些三极管是硅管还是锗管？处于哪种工作状态？

1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线

（a)(b)(c)图1.4.6例1.4.2图（2）在（b）图中，晶体管为NPN型。因为UBE=0.3V，发射结正偏，为锗管。又因为VB＜VC，集电结反偏，故工作在放大状态。

【例1.4.2】在图1.4.6中，给出了实测双极型三极管各个电极的对地电位，试判定这些三极管是硅管还是锗管？处于哪种工作状态？

1.4.3晶体三极管的伏安特性曲线

（a)(b)(c)图1.4.6例1.4.2图（3）在（c）图中，晶体管为PNP型。因为UBE＝＋0.6－0＝＋0.6V，发射结反偏（PNP型），又因为VB＞VC，集电结也反偏，故工作在截止状态。此时无法判别是硅管还是锗管。ICEO=(1+β)ICBO（2）交流电流放大系数β=△IC/△IB（1）直流电流放大系数β=IC/IB1.电流放大系数（1）集电极基极间反向饱和电流ICBO（2）集电极发射极间穿透电流ICEO2.极间反向饱和电流1.4.4晶体三极管的主要参数1.4.4晶体三极管的主要参数4.温度对三极管参数的影响3.极限参数（1）集电极最大允许电流ICM（2）集电极最大允许耗散功率PCM（3）集电极击穿电压U(BR)CEO

（1）对IEBO

、ICBO的影响——温度每升高10℃，ICBO增大一倍。

（2）对β的影响——温度每升高1℃，β增加0.5%~1.0%左右

（3）对发射结导通电压UBE的影响——温度每升高1℃，│UBE│

减小2~2.5mV。

晶体三极管（BJT）是一种电流控制元件(iB~iC)，工作时，多数载流子和少数载流子都参与导电，所以被称为双极型器件。场效应管（FieldEffectTransistor简称FET）是一种电压控制器件(uGS~iD)，工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型器件。

FET因其制造工艺简单，功耗小，温度特性好，输入电阻极高等优点，得到了广泛应用。1.5场效应管场效应管分类1.5场效应管1.5.1绝缘栅场效应管1.N沟道增强型MOS管（1）结构及符号栅源电压uGS的控制作用（2）工作原理①当uGS=0V时，管子截止。ID≈0②当uGS＞0V时纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。1.5.1绝缘栅场效应管1.N沟道增强型MOS管

再增加UGS

纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id。开启电压（UT）——刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。特性：

uGS

＜UT，管子截止，

uGS

＞UT，管子导通。

③

uGS

越大，沟道越宽，在相同的漏源电压uDS作用下，漏极电流ID越大。（2）工作原理1.5.1绝缘栅场效应管（3）特性曲线

1.5.1绝缘栅场效应管P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。P沟道增强型MOS管1.5.1绝缘栅场效应管2.N沟道耗尽型MOS管1.5.1绝缘栅场效应管特点：当uGS=0时，就有沟道，加入uDS，就有iD。

当uGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。

当uGS＜0时，沟道变窄，iD减小。

夹断电压（UP）——沟道刚刚消失所需的栅源电压uGS2.N沟道耗尽型MOS管1.5.1绝缘栅场效应管P沟道MOSFET的工作原理与N沟道MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。1.5.1绝缘栅场效应管N沟道耗尽型MOS管的漏极电流iD和漏源电压uGS之间的关系表达式为

式中，IDSS称漏极饱和电流。它是UGS=0时的漏极电流。

1.开启电压UT

栅源电压小于开启电压的绝对值,场效应管不能导通。2.夹断电压UP

当uGS=UP时,漏极电流为零。

3.饱和漏极电流IDSS

当uGS=0时所对应的漏极电流。4.输入电阻RGS

结型场效应管:RGS大于107ΩMOS场效应管:RGS可达109～1015Ω。5.低频跨导gm

反映了栅压对漏极电流的控制作用。1.5.2场效应管的主要参数本章小结PN结是构成一切半导体器件的基础。PN结具有单向导电性。二极管和稳压管都是由一个PN结构成，它们的正向特性很相似，主要区别是二极管不允许反向击穿，而稳压管正常工作时必须处于反向击穿状态，且反向击穿时动态电阻很小，即电流在允许范围内变化时，稳定电压Uz基本不变。三极管的主要功能是可以用较小的基极电流控制较大的集电极电流，控制能力用电流放大系数β表示。场效应管是一种单极型半导体器件。场效应管的基本功能是用栅、源极间电压控制漏极电流。2.1晶体管共发射极放大电路2.1.1共发射极交流放大电路的组成

1.放大电路的基本概念

能将微弱的电信号（电压、电流、功率）加以放大，转换为较强的电信号（电压、电流、功率）的电子线路，称为放大电路（习惯上称为放大器）。

放大电路的实质，是一种用较小的能量控制较大能量的能量控制装置。第2章基本单管放大电路

晶体三极管有共发射极(简称共射极)、共基极、共集电极三种组态的放大电路，场效应管有共源极、共栅极、共漏极三种组态的放大电路。2.1.1共发射极交流放大电路的组成图2.1.2共发射极基本放大电路2.共发射极交流放大电路的组成

在实际使用上，考虑到经济和方便，都使用一个直流电源ECC供电。观察图2.1.2，ECC和EBB的负极是接在一起的，因此只要将RB换接到ECC的正极，并适当增大RB的数值，就可以省略EBB。图2.1.3是共射极放大电路的习惯画法。2.1.1共发射极交流放大电路的组成图2.1.3共射极放大电路的习惯画法2.1.2放大电路的静态分析1.解析法估算静态值

在近似估算中可近似认为硅管的UBEQ=(0.6~0.8)V，锗管的UBEQ=(0.1~0.3)V。当UCC远远大于UBEQ时，UBEQ可以忽略不计。

直流通路：在直流电源作用下，直流电流所流经的路径。【例2.1.1】在图2.1.3所示单管共射放大电路中，已知UCC=12V，RC=3kΩ，RB=300kΩ，β=50。试估算静态工作点。解：根据前边的分析可求得2.1.2放大电路的静态分析2.图解法确定静态值

步骤：（1）作直流负载线根据集电极电流IC与集、射间电压UCE的关系式UCE=UCC－ICRC，在晶体管的输出特性上画出关于IC=f(UCE)的一条直线，该直线称为直流负载线。（2）用估算法求出基极电流IBQ（3）根据IBQ在输出特性曲线族中找到与之对应的曲线，该曲线与直流负载线的交点即为静态工作点Q

。（4）确定UCEQ、ICQ的值过Q点作水平线，在纵轴上的截距即为ICQ,过Q点作垂线，在横轴上的截距即为UCEQ。

2.1.2放大电路的静态分析仍以【例2.1.1】为例，如果晶体管的输出特性如图2.1.5所示。因为IBQ=40μA，由图2.1.5可求出

ICQ=2mA

UCEQ=6V。

2.1.2放大电路的静态分析1.交流通路

2.1.3放大电路的动态分析图2.1.7基本放大电路的交流通路

交流通路是指在输入交流信号的作用下，交流电流所流经的路径。

2.1.3放大电路的动态分析2.微变等效电路

把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效成一个线性电路，然后用线性电路的分析方法来分析，这种分析方法称为微变等效电路法。

（1）晶体三极管的微变等效电路2.1.3放大电路的动态分析

晶体管的基极和发射极之间等效为一个动态电阻rbe，在小信号的情况下，rbe近似是一个常数，工程上可按下式计算：

晶体管的集电极和发射极之间可等效为一个受iB控制的恒流源，即：2.1.3放大电路的动态分析（2）共发射极放大电路的微变等效电路

在交流通路中，只要将晶体管用晶体管的微变等效电路代替即得到共发射极放大电路的微变等效电路。3.利用微变等效电路进行动态指标的计算

（1）计算电压放大倍数（2）计算输入电阻源电压放大倍数2.1.3放大电路的动态分析（3）计算输出电阻2.1.3放大电路的动态分析ro≈RC

【例2.1.2】在图2.1.7（a）所示电路，已知，UCC=12V,RB=300kΩ，RC=3kΩ，RL=6kΩ，Rs=1kΩ，β=50，试求：（1）RL接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数；（2）输入电阻ri和输出电阻ro；（3）输出端开路时的源电压放大倍数；（4）分析静态时，电容C1和C2上的电压。

2.1.3放大电路的动态分析解：从例2.1.1知，ICQ=IEQ=2mA，则三极管的动态输入电阻为

（1）RL接入时的电压放大倍数

RL断开时的电压放大倍数2.1.3放大电路的动态分析（2）输入电阻：输出电阻：（4）由于电容的隔直作用，这时C1与发射结并联，C1两端的直流电压UC1=UBEQ，极性为左负右正，同理C2两端的电压UC2=UCEQ，极性为左正右负。

2.1.3放大电路的动态分析4.静态工作点对输出波形失真的影响2.2放大电路静态工作点的稳定

2.2.1稳定静态工作点的必要性

可见，在设计电子电路时，我们不仅要考虑设置一个合适的静态工作点，同时还应考虑如何消除温度的影响，稳定静态工作点。

当环境温度变化、电源电压变化、电路参数变化、管子老化等情况出现后，都将使Q点偏离原有的合适值，其中温度的影响最大。温度升高，最终将导致集电极电流IC增大，有可能使得Q点进入饱和区，导致输出波形失真而使电路无法正常工作。

图2.2.1所示分压式偏置放大电路，是一种较常用的、能够稳定静态工作点的电路

2.2.2分压式偏置电路设计电路时，适当地选择电阻RB1、RB2的数值，使2.2.2分压式偏置电路1.静态分析

上式表明基极电位只取决于直流电压源UCC、分压电阻RB1和RB2，而与三极管参数无关，即不受环境温度的影响。

因为IB1》IBQ，所以IB1≈IB2，则有2.2.2分压式偏置电路2.稳定静态工作点原理T(℃)↑→ICQ↑→IEQ↑→VEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓ICQ↓2.2.2分压式偏置电路3.动态分析(a)交流通路(b)微变等效电路图2.2.3分压式偏置电路的交流通路和微变等效电路

由图2.2.3（a）的交流通路，可画出微变等效电路如图2.2.3（b）所示。

2.2.2分压式偏置电路式中负号表示输出电压与输入电压反相。2.2.2分压式偏置电路【例2.2.1】图2.2.1所示电路，已知UCC=12V，RB1=30kΩ，RB2=10kΩ，RC=2kΩ，RE=1kΩ，RL=6kΩ，硅晶体管β=40。要求：(1)试估算静态工作点；(2)画出微变等效电路；(3)计算电压放大倍数；(4)计算输入电阻和输出电阻。

2.2.2分压式偏置电路解：（1）用估算法计算静态工作点2.2.2分压式偏置电路（2）画出微变等效电路微变等效电路如图2.2.3（b）所示。

（3）计算电压放大倍数2.2.2分压式偏置电路（4）计算输入电阻和输出电阻2.3共集电极放大电路和共基极放大电路2.3.1共集电极放大电路的组成及分析2.3.1共集电极放大电路的组成及分析

由交流通路可见，输入信号从基极与集电极（即地）之间加入，输出信号从发射极与集电极之间取出。集电极是输入、输出回路的公共端，所以称为共集电极放大电路。又因为输出信号从发射极引出，故又称射极输出器。

2.3.1共集电极放大电路的组成及分析1.静态分析2.3.1共集电极放大电路的组成及分析2.动态分析（1）电压放大倍数所以电压放大倍数为2.3.1共集电极放大电路的组成及分析（2）输入电阻

若忽略RB的分流作用（一般RB约为几百千欧），则有

2.3.1共集电极放大电路的组成及分析（3）输出电阻2.3.1共集电极放大电路的组成及分析2.3.1共集电极放大电路的组成及分析3.射极输出器的特点及用途

特点：（1）电压放大倍数恒小于1，但接近1。说明输出电压与输入电压不但大小基本相等并且相位相同，即电压跟随。（2）输入电阻较高。（3）输出电阻较低。用途：在实际应用中，常采用射极跟随器作为多级放大器的输入级，也常用射极跟随器作为多级放大器的输出级，还常用于多级放大器的中间隔离级。2.3.1共集电极放大电路的组成及分析解：（1）用估算法计算静态工作点

2.3.1共集电极放大电路的组成及分析（2）求电压放大倍数2.3.1共集电极放大电路的组成及分析（3）求输入电阻和输出电阻2.3.2共基极放大电路的组成及分析

图2.3.3共基极放大电路

共基极放大电路如图2.3.3（a）所示，图（b）是它的直流通路1.静态分析

2.3.2共基极放大电路的组成及分析

由图2.3.3（b）所示直流通路，不难发现它和分压式偏置电路的直流通路是一样的，故静态工作点Q的计算式也与2.2.2节相同。

2.3.2共基极放大电路的组成及分析

2.动态分析

图2.3.3（c）和（d）是共基极放大电路的交流通路和微变等效电路。由交流通路可见，输入信号从射极与基极（即地）之间加入，输出信号从集电极与基极之间取出。基极是输入、输出回路的公共端，所以称为共基极放大电路。图2.3.3共基极放大电路2.3.2共基极放大电路的组成及分析

（1）电压放大倍数（2）输入电阻（3）输出电阻ro≈RC

3.共基极放大电路的特点及应用2.3.2共基极放大电路的组成及分析

共基极放大电路的特点是输入电阻很小，输出电阻较大，电压放大倍数较高。这类电路主要用于高频电压放大电路。

2.4场效应管放大电路简介2.4.1共源极场效应管放大电路的组成

图2.4.1所示为采用分压式偏置的、用N沟道耗尽型场效应管构成的放大电路。

2.4.2共源极场效应管放大电路的静态分析

在UGS(off)≤UGS≤0范围内，耗尽型场效应管的转移特性可近似用下式表示

式(2.4.1)式(2.4.2)2.4.2共源极场效应管放大电路的静态分析

联立求解式（2.4.1）和（2.4.2），并舍去不合理的一组解，即可求出UGSQ和IDQ。

列输出回路电压方程得式(2.4.3)2.4.3共源极场效应管放大电路的动态分析1.场效应管的微变等效电路图2.4.2场效应管的微变等效电路2.共源放大电路的动态分析（1）电压放大倍数（2）输入电阻（3）输出电阻通常情况下所以输入电阻为

2.4.3共源极场效应管放大电路的动态分析小结1.放大电路的实质，是一种用较小的能量去控制较大能量的能量控制装置。2.放大电路静态分析的主要任务是求解静态工作点Q。静态工作点是由直流通路决定的，可以用估算法或图解法求解。3.动态分析的主要任务是求解各动态参数和分析输出波形。通常利用微变等效电路法计算小信号作用时的

，ri和ro。4.如果静态值设置不当，即静态工作点位置不合适，将会出现严重的非线性失真。Q点过高，容易产生“饱和失真”。Q点过低，容易产生“截止失真”。5.晶体管基本放大电路有共射、共集、共基三种接法。共射放大电路即有电流放大作用又有电压放大作用，适用于一般放大。共集放大电路只放大电流不放大电压，常作为多级放大电路的输入级、输出级或中间隔离级。共基电路只放大电压不放大电流，适用于宽频带放大电路。6.场效应管放大电路共源极接法与晶体管放大电路的共射极接法相对应，但比晶体管电路输入电阻高、噪声系数低、电压放大倍数小，适用于做电压放大电路的输入级。

第3章多级放大电路3.1多级放大电路3.1.1多级放大电路的组成

将两级或两级以上的单管放大电路连接起来就组成了多级放大电路，其组成可用图3.1.1所示的框图来表示。1.多级放大电路的组成2.各组成部分的作用

输入级：与信号源相连接的第一级放大电路。

输出级：与负载相连接的末级放大电路。

中间级：输入级与输出级之间的放大电路。

3.1.1多级放大电路的组成（1）对输入级的要求与信号源的性质有关，主要目的是减小在信号源内阻上的损耗，以便从信号源获得最大能量。

（2）中间级的主要任务是电压放大。（3）输出级的主要作用是功率放大，以推动负载工作,同时要具有较强的带负载能力。

直接耦合：电路简单，能放大交、直流信号，各级静态工作点“Q”

互相影响，不利于调整，点零漂移严重；电路利于集成化，低频特性好。

阻容耦合：各级静态工作点“Q”

相互独立，只放大交流信号；不利于集成化，低频特性差。

光电耦合：主要用于耦合开关信号，抗干扰能力强。

变压器耦合：各级静态工作点“Q”

相互独立，可实现阻抗的变换；用于选频放大器、功率放大器等；不利于集成化,低频特性差。3.1.2多级放大电路的级间耦合方式

2.多级放大电路的输入电阻

3.多级放大电路的输出电阻1.电压放大倍数3.1.3多级放大电路动态分析Au（dB）=Au1（dB）+Au2（dB）+Au3（dB）+…Aun（dB）

多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即

若用分贝表示，则多级放大电路的电压总增益等于各级电压增益之代数和，即多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻，即多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出电阻，即

直接耦合放大电路作用：可以放大直流信号缺点：直接耦合放大电路的零点漂移零漂：主要原因：产生零点漂移的原因很多，如电源电压波动、元件老化、器件参数随温度变化等。但温度变化是最主要的原因。所以，零点漂移又称为温度漂移，简称温漂。输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。

温度漂移是直接耦合放大器存在的最主要问题。一般来说，直接耦合放大器的级数愈多，放大倍数愈高，则零点漂移问题愈严重。而控制第一级的漂移问题是最为重要的。3.2差分放大电路1.差分放大电路的结构

该电路采用两个相同参数的BJT，其外围电路完全相同，即电路两边完全对称。3.2.1基本差分放大电路

1.电路组成3.2.2改进型差分放大电路（长尾式差分放大电路）

在基本差分电路的基础上，两个管子通过射极电阻RE和—UEE耦合，所以它又被称为射极耦合差分放大电路。如图3.2.2所示。

Uo=UC1-UC2=0当ui1=ui2=0

时，当温度变化时：UC1=UC22.抑制零点漂移的原理3.2.2改进型差分放大电路（长尾式差分放大电路）

①加入差模信号uic=0ui1=-ui2=uid/2

由于电路的对称性，差模信号引起一管电流上升,一管电流下降,两管电流的变化大小相等方向相反，所以流过射极电阻RE的电流为零，RE上的差模信号电压也为零，因此，RE对差模信号不产生影响，相当于对地短路。3.2.2改进型差分放大电路（长尾式差分放大电路）3.工作原理分析与计算

差模电压放大倍数差模输入电阻输出电阻3.2.2改进型差分放大电路（长尾式差分放大电路）3.工作原理分析与计算②加入共模信号ui1=ui2=uic，uid=0。3.2.2改进型差分放大电路（长尾式差分放大电路）3.工作原理分析与计算

流过RE的共模信号电流是IE1+IE2=2IE，对每一管来说，可视为在射极接入电阻为2RE，它的共模放大倍数为。

（是单管的）双端输出差动放大电路的共模电压放大倍数为即RE使共模电压放大倍数减小，而且RE越大，Auc越小，KCMRR越大。3.2.4差分放大电路的输入输出方式

因为差分放大电路有两个输入端，两个输出端，所以可以组成四种输入输出方式。前面所讨论的均采用双端输入、双端输出方式。表3.2.3是差分放大电路的四种连接形式及其性能比较。

1.功率放大电路特点功率放大电路与电压放大电路两者所完成的任务要求不同。（1）电压放大电路是以放大微弱信号电压为主要目的，而功率放大电路，通常是工作在大信号状态。（2）电压放大电路讨论的主要指标是电压增益、输入和输出电阻等。而功率放大电路讨论的主要指标是最大输出功率、效率和非线性失真情况等。（3）电压放大电路工作在小信号状态，可以用微变等效电路法。而功率放大电路通常工作在大信号状态，不能用微变等效电路法，需用图解法3.3.1功率放大器的特点和分类3.3功率放大电路3.3.1功率放大器的特点和分类2.功率放大电路的要求（1）输出功率足够大（2）效率要高（3）非线性失真小（4）散热条件好3.放大器的分类3.3.1功率放大器的特点和分类（1）按电路放大信号的频率分类①低频功率放大电路②高频功率放大电路

（2）功率放大电路按输出端特点分类①输出变压器功放电路②无输出变压器功放电路(又称OTL电路)③无输出电容器功放电路(又称OCL电路)3.放大器的分类3.3.1功率放大器的特点和分类（3）按晶体管的静态工作点不同分类①甲类放大器

该电路的静态工作点Q设置在输出特性曲线的放大区的中间。如图3.3.2所示。3.放大器的分类3.3.1功率放大器的特点和分类②乙类放大器③甲乙类放大器

该电路的静态工作点Q点设置在截止区。如图3.3.3所示。

该电路的静态工作点Q点设置在放大区靠近截止区处。如图3.3.4所示。3.3.2乙类互补对称功率放大电路1.OCL电路组成

图3.3.5是乙类互补对称OCL功率放大电路。1.由NPN型、PNP型三极管构成两个互补的射极输出器对接而成。2.双电源供电。3.输入输出端不加隔直电容。结构特点：VT1VT22.工作原理3.3.2乙类互补对称功率放大电路

当输入信号ui=0时，因两个管子无偏置而截止，此时ICQ1=ICQ2=0，负载上无电流，故输出电压uo=0，UCEQ1=－UCEQ2=UCC

。因此，不需要隔直电容。

（1）静态分析VT1VT2（2）动态分析ui

0VT1截止，VT2导通ui>0VT1导通，VT2截止iL=ic1

;iL=ic2VT1、VT2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为乙类放大。2.工作原理3.3.2乙类互补对称功率放大电路VT1VT23.主要性能指标分析3.3.2乙类互补对称功率放大电路（1）输出功率PO（2）最大输出功率POm如果忽略管子的饱和压降，则（3）直流电源提供的功率PE3.主要性能指标分析3.3.2乙类互补对称功率放大电路由于两个管子轮流工作半个周期，每个管子的集电极电流平均值为因为每个电源只提供半周期的电流，所以两个电源提供的总功率PE为（4）电源提供的最大功率PEm3.主要性能指标分析3.3.2乙类互补对称功率放大电路（5）效率η

（6）理想情况下的最高效率η

集电极的损耗功率，简称管耗，是VT1和VT2两个功放管消耗的功率，显然3.主要性能指标分析3.3.2乙类互补对称功率放大电路（7）集电极的损耗功率PC（8）集电极最大损耗功率PCm可以证明，当时，管耗最大。

每个管子的管耗为

交越失真产生的原因：

在于晶体管特性存在非线性，ui

<uT时晶体管截止。3.3.2乙类互补对称功率放大电路4.乙类功放的交越失真因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这种失真称为交越失真。如图所示。

3.3.2乙类互补对称功率放大电路

为了克服交越失真，可以利用PN结压降、电阻压降或其它元器件压降给两个三极管的发射结加上正向偏置电压，使两个三极管在没有信号输入时处于微导通的状态。由于此时电路的静态工作点已经上移进入了放大区（为了降低损耗，一般将静态工作点设置在刚刚进入放大区的位置），因此功率放大电路的工作状态由乙类变成了甲乙类。

静态时

VT1、VT2两管发射结电位分别为二极管VD1、VD2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。

电路中增加R1、D1、D2、R2支路。3.3.3甲乙类互补对称电路1.双电源互补对称电路（OCL电路）静态工作点提高了，没有了死区电压，克服了交越失真。

性能指标分析3.3.3甲乙类互补对称电路1.双电源互补对称电路（OCL电路）

为了提高功率放大电路的效率，在保证消除交越失真的同时，甲乙类电路的静态工作点位置仅比截止区稍高一点，集电极电流依然是一个相当小的数值，因此功率损耗只是略有增加，效率仍接近于原来的乙类互补对称电路，乙类功放的计算公式完全可以适用于此甲乙类电路。2.无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）3.3.3甲乙类互补对称电路

如果采用单电源供电，只需在两个管子的发射极与负载之间接入一个大容量的耦合电容C即可。这种电路通常又称为无输出变压器的功率放大电路，简称OTL功率放大电路（1）电路组成

如图3.3.10所示，电路由+UCC单电源供电，在输出端加一个大电容C。2.无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）3.3.3甲乙类互补对称电路（2）工作原理①静态时，由于VT1、VT2功率管参数对称，输出端K点电位为电源电压的一半，即耦合电容C两端的电压也为负载电阻RL两端的电压uO=0。

2.无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）3.3.3甲乙类互补对称电路设输入端在0.5UCC直流电平基础上加入正弦信号。时，VT1导通、VT2截止；时，TV1截止、

VT2导通。若输出电容足够大，UC基本保持在0.5UCC，负载上得到的交流信号正负半对称，但存在交越失真。(3)性能指标估算2.无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）3.3.3甲乙类互补对称电路OCL中推导的公式，在这里依然成立，只要将OCL指标估算公式中的UCC，用代替即可。

采用复合管的目的是：扩大电流的驱动能力。3.采用复合管的互补对称功率放大电路3.3.3甲乙类互补对称电路（1）复合管

所谓复合管就是把两只或两只以上的三极管适当地连接起来等效成一只三极管。复合管又称为达林顿管。图3.3.11所示为由两只三极管组成复合管的四种情况。3.采用复合管的互补对称功率放大电路3.3.3甲乙类互补对称电路图3.3.11复合管的接法3.采用复合管的互补对称功率放大电路3.3.3甲乙类互补对称电路3.3.4集成功率放大器集成功率放大电路大多工作在音频范围，除了具有输出功率大、可靠性高、外围连接元件少、使用方便、性能好、重量轻、造价低等集成电路的一般特点外，还具有功耗小、非线性失真小和温度稳定性好等优点，并且还将各种过流、过压、过热保护等也集成在芯片内部，使用更加安全、方便。其中很多新型功率放大器具有通用模块化的特点，因此在收音机、电视机、收录机、开关功率电路、伺服放大电路中广泛采用各类专用集成功率放大器。

1.集成功率放大电路简介3.3.4集成功率放大器2.小功率通用型集成功率放大器LM386（1）特点LM386是目前应用较为广范的一种小功率集成音频功放，具有电路简单、通用型强等特点。它的电源电压范围宽（4～10V）、功耗低（常温下为660mW）、频带宽（300kHz），输出功率可达0.3～0.7W，最大可达2W。另外，电路的外接元件少，不必外加散热片，使用方便。适用于收音机、对讲机、函数发生器等。

3.3.4集成功率放大器2.小功率通用型集成功率放大器LM386（2）集成功放的应用电路3.4集成运算放大器简介

集成电路按其功能分类，可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。集成运算放大器是模拟集成电路中的一种，它是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。由于它最初是用于数学运算、放大使用的，所以称为集成运算放大器（简称集成运放）。

3.4.1集成运算放大器的组成图3.4.1为集成运放的内部电路组成框图。其内部电路一般由差分输入级、中间电压放大级、输出级与偏置电路4部分组成。

图3.4.1集成运算放大器内部组成原理框图3.4.2集成运放的主要技术指标1.开环差模电压增益Aod2.输入失调电压UIO及其温漂dUIO/dT3.输入失调电流IIO及其温漂dIIO／dT4.输入偏置电流IIB5.差模输入电阻rid3.4.3理想集成运放及其分析依据所谓理想运算放大器就是将集成运放的各项技术指标理想化，给分析应用电路带来方便。1.集成运放理想化的条件（1）开环差模电压放大倍数Aod→∞；（2）差模输入电阻rid→∞；（3）输出电阻ro→0；（4）共模抑制比KCMR→∞；3.4.3理想集成运放及其分析依据2.理想运放的图形符号极其电压传输特性3.4.3理想集成运放及其分析依据理想运放工作在线性区时有以下两条分析依据：（1）理想运放的差模输入电压等于零该式表明运放同相输入端与反相输入端两点的电压相等，如同将该两点短路一样。但是该两点实际上并未真正短路，所以将这种现象称为“虚短”。3.4.3理想集成运放及其分析依据（2）理想运放的输入电流等于零

i+＝i-＝０此时，运放的同相输入端和反相输入端的电流都等于零，如同该两点被断开一样，这种现象称为“虚断”。“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线性区时的两点重要结论。这两点重要结论常常作为今后分析运放应用电路的依据，因此必须牢牢掌握。小结1．多级放大电路应用较为普遍的级间耦合方式是阻容耦合或直接耦合。多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，输入电阻是第一级的输入电阻。输出电阻是最后一级的输出电阻。2．差分放大电路可有效地抑制零点漂移。差分放大电路的输入、输出方式有4种，可根据输入信号源和负载电路灵活应用。共模抑制比、差模电压放大倍数，差模输入和输出电阻是差分电路的主要性能指标。3．功率放大电路电路中的晶体管工作在大信号极限运用状态，为了减小晶体管的损耗和提高电源的利用率，通常晶体管工作在乙类或甲乙类状态。4．集成运算放大器一般由输入级、中间级、输出级、偏置电路等组成。集成运放常采用差分电路作为输入级，用以提高整个电路的共模抑制比，输出级一般由互补电压跟随器组成，以降低输出电阻，提高带负载的能力。5．理想的集成运放工作在线性区的分析依据有两条：“虚断”和“虚短”。工作在非线性区的分析依据也有两条：①当u+＞u−时，uo=+Uom、当u+＜u−时，uo=−Uom；②i+=i−=0。4.1反馈的基本概念

在电子电路中，将输出信号（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到放大电路的输入端，并对输入信号（电压或电流）产生影响的过程称为反馈。4.1.1放大电路中的反馈4.1.2反馈的分类

若引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作用，从而使输出信号减弱的，称为负反馈。若引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用，从而使放大电路的输出信号增强的，称为正反馈。1.正反馈和负反馈从不同的角度出发，反馈可以有不同的分类方法。

正反馈往往会使放大电路的工作状态不稳定，常用于波形发生器中。负反馈能够改善放大电路的性能指标，在电子电路中被广泛采用。2.直流反馈和交流反馈

如果反馈信号中只包含直流成分，称为直流反馈；若反馈信号中只有交流成分，称为交流反馈。在很多情况下，反馈信号中同时存在直流信号和交流信号，则交、直流反馈并存。3.电压反馈和电流反馈

如果反馈信号取自输出电压，或者说与输出电压成正比，称为电压反馈；如果反馈信号取自输出电流，或者说与输出电流成正比，称为电流反馈。4.1.2反馈的分类4.串联反馈和并联反馈

如果反馈信号与输入信号在输入端以电压形式求和，称为串联反馈。如果反馈信号与输入信号在输入端是并联连接方式，即反馈信号与输入信号在输入端以电流形式求和，称为并联反馈。5.本级反馈和级间反馈

在多级放大器中，如果反馈信号是从后级放大器的输出端取出，加到前级放大器的输入端，称为级间反馈。如果只在一级放大器内部的反馈，叫做本级反馈或称为局部反馈。4.1.2反馈的分类4.2负反馈的四种基本组态

实际放大电路中的反馈形式是多种多样的，将输入端和输出端的连接方式综合起来，负反馈放大电路可以有四种基本类型（或称为四种基本组态），它们分别是：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反馈组态的判别方法判断反馈组态，一般可按以下顺序进行：1.找出联系放大电路的输出回路与输入回路的反馈网络，并用瞬时极性法判别电路引入的是正反馈还是负反馈；2.从放大电路的输出回路来分析，反馈网络是取样输出电压还是取样输出电流，确定为电压反馈还是电流反馈；3.从放大电路的输入回路来分析，反馈信号与输入信号是电压求和，还是电流求和，确定为串联反馈还是并联反馈。4.2负反馈的四种基本组态4.2.1电压串联负反馈

图4.2.1（a）所示射极输出器电路，就是具有电压串联负反馈的电路。图4.2.1（b）是它的交流通路。（a）电路（b）交流通路图4.2.1电压串联负反馈放大电路

例如，当输入信号电压一定的情况下，假如负载电阻RL值突然减小，而使输出电压uO下降，则通过以下负反馈过程

uO↓→uf↓→ube↑→

ib↑→

iO↑→

uO↑使uO趋于稳定。相反，若由于某种原因使uO上升，则通过负反馈的自动调节作用，同样可以使升高的uO会自动地降下来，起到稳定输出电压的作用。

电压串联负反馈可以使电路的输出电压保持稳定，即具有稳定输出电压的作用。4.2.1电压串联负反馈4.2.2电压并联负反馈图4.2.2是具有电压并联负反馈的电路。

当输入信号电流i1一定的情况下，如果因为某种原因导致输出电压uO上升，则通过以下负反馈过程，使uO趋于稳定。

电压并联负反馈同样具有稳定输出电压的作用。4.2.3电流串联负反馈图4.2.3是具有电流串联负反馈的电路。例如，当输入信号一定的情况下，如果某种原因导致输出电流iO减小，则通过以下负反馈过程使iO趋于稳定。

电流串联负反馈可以使电路的输出电流保持稳定，即具有稳定输出电流的作用。

4.2.4电流并联负反馈图4.2.4电流并联负反馈放大电路在本电路中，电阻RF和RE2构成了级间反馈，由于级间反馈强度比本级反馈大得多，通常多级放大电路中主要研究级间反馈。图4.2.4是具有电流并联负反馈的电路。

与电流串联负反馈一样，电流并联负反馈电路也具有稳定输出电流的作用。【例4.2.1】在图4.2.5所示的两级放大电路中，（1）哪些是直流负反馈？哪些是交流负反馈？并说明反馈组态；？（2）如果RF不接在C3与RL之间，而是接在VT2管的集电极，两者有何不同？（3）如果在图4.2.5所示电路中，RF的另一端不是接在VT1管的发射极，而是接在它的基极，这时构成的是何种类型的反馈？

4.2负反馈的四种基本组态图4.2.5【例4.2.1】图解：（1）RE1上有本级电流IE1产生的直流负反馈；RE2上有本级电流IE2产生的直流负反馈。

4.2负反馈的四种基本组态（2）RE1上有两种交流反馈：一种是本级电流的交流分量ie1产生的交流电流串联负反馈（分析过程略）；二是由输出端交流信号经RF和RE1分压而产生的级间反馈，反馈组态为交流电压串联负反馈。

（3）如果RF不接在C3与RL之间，而是接在VT2管的集电极，这时级间反馈的类型是交直流电压串联负反馈。

（4）如果在图4.2.5所示电路中，RF的另一端改接在T1的基极，则反馈提高了VT1管的基极电位，使得ube1增大，这时构成的是交流电压并联正反馈。4.3反馈的方块图和一般表达式4.3.1反馈放大电路的方块图

为了便于深入研究引入反馈后对放大电路有何影响，可以将不同极性、不同组态的反馈。用统一的方块图来表示，如图4.3.1所示。

为了表示一般情况，方框图中的输入信号、输出信号和反馈信号分别用正弦相量表示。“

”是求和符号，外加输入信号与反馈信号经过求和环节后得到净输入信号，再送到基本放大电路。可见，引入反馈后，基本放大器的输入端同时受输入信号和反馈信号的作用。有反馈的放大电路称为反馈放大电路，或称为闭环放大器。没有反馈的放大电路称为开环放大器。4.3.1反馈放大电路的方块图

4.3.2负反馈放大电路的一般表达式基本放大电路的放大倍数，也称为开环放大倍数为反馈放大电路的放大倍数，也称为闭环放大倍数为反馈网络的反馈系数为所以有可以得到，反馈放大器的放大倍数为4.3.2负反馈放大电路的一般表达式4.4负反馈对放大电路性能的影响4.4.1负反馈对放大电路性能的影响1.降低了放大倍数

可见，引入负反馈后，放大电路的闭环放大倍数Af下降为开环放大倍数的1/（1+AF）倍。

2.提高了放大倍数的稳定性dA/A和dAf/Af分别表示开环和闭环放大倍数的相对变化量，可见引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了（1+AF）倍。3.减小非线性失真和抑制干扰图4.4.1利用负反馈减小非线性失真

这里要注意，负反馈只能减小放大器自身的非线性失真，对输入信号本身的失真，负反馈放大器则无法克服。负反馈是利用失真的波形改善波形失真，因此负反馈只能减小失真，不能消除失真。

4.4.1负反馈对放大电路性能的影响

4.展宽通频带

通频带（简称带宽）是反映放大电路对输入信号频率变化适应能力的一个动态指标，用BW表示。4.4.1负反馈对放大电路性能的影响

图4.4.2是单管共射放大电路的幅频特性和相频特性图4.4.2单管共射极放大电路的频率特性

在图4.4.2(a)中，fL和fH分别称为下限截止频率（简称下限频率）和上限截止频率（简称上限频率）它们是放大倍数下降到中频放大倍数│Aum│的70.7%时，所确定的两个频率。介于fL和fH之间的频率范围称为中频区，通常又称为放大电路的通频带，BW=fH－fL。

4.4.1负反馈对放大电路性能的影响

图4.4.2单管共射极放大电路的频率特性图4.3.3负反馈展宽放大电路通频带4.4.1负反馈对放大电路性能的影响

由图4.4.3可见，引入负反馈后，BWf＞BW，频带展宽。可以证明引入负反馈后的通频带为

BWf≈（1+AF）BW

即频带展宽了（1+AF）倍。

5.负反馈对输入电阻的影响（1）串联负反馈使输入电阻提高

rif=（1+AF）ri

即串联负反馈放大电路的输入电阻rif为开环时输入电阻ri的（1+AF）倍。

（2）并联反馈使输入电阻下降

rif=ri/（1+AF）即并联负反馈放大电路的输入电阻rif为开环时输入电阻ri的1/（1+AF）倍。

设ri为开环时基本放大电路的输入电阻，rif为闭环时负反馈放大电路的输入电阻。4.4.1负反馈对放大电路性能的影响

6.负反馈对输出电阻的影响（1）电压反馈使输出电阻降低

rof=ro/（1+AF）即电压负反馈放大电路的输出电阻ro为开环时输出电阻ro的1/（1+AF）倍。

ro为开环时基本放大电路的输出电阻，rof为闭环时负反馈放大电路的输出电阻。（2）电流反馈使输出电阻提高

rof=（1+AF）ro

即电流负反馈放大电路的输出电阻rof为开环时输入电阻ro的（1+AF）倍。

4.4.1负反馈对放大电路性能的影响

4.4.2放大电路引入负反馈的一般原则若要求稳定静态工作点，应引入直流负反馈；若要求改善放大器的动态性能指标，应引入交流负反馈。若要求稳定输出电压，应引入电压负反馈；若要求稳定输出电流，应引入电流负反馈。若要求减小输入电阻，应引入并联反馈；要求提高输入电阻，应引入串联反馈。若要求输出电阻高，应引入电流负反馈；要求输出电阻低，应引入电压负反馈。当输入信号源为高内阻的电流源时，应引入并联负反馈；当输入信号源为低内阻的电压源时，应引入串联负反馈。当要求放大电路带负载能力强时，应引用电压负反馈；当要求恒流源输出时，应引用电流负反馈。

小结1．将输出信号（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到放大电路的输入端，并对输入信号（电压或电流）产生影响的过程称为反馈。若引回的反馈信号削弱了输入信号，称为负反馈。若反馈信号增强了输入信号，则称为正反馈。若反馈存在于直流通路，则称为直流反馈；若反馈存在于交流通路，则称为交流反馈。2．负反馈有四种组态，即电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。3．反馈类型的判断电路中是否存在反馈决定于输出回路和输入回路之间是否存在反馈通路。是直流反馈还是交流反馈决定于反馈通路存在于直流通路中还是交流通路中。反馈的结果使净输入量减小的为负反馈；使净输入量增大的为正反馈。令输出电压等于零，若反馈量随之为零，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。如果反馈信号与输入信号在输入端以电压形式求和，则称为串联反馈；如果反馈信号与输入信号在输入端以电流形式求和，则称为并联反馈。4．引入负反馈后对放大电路性能的影响引入直流负反馈可以稳定静态工作点，引入交流负反馈后可以改善放大电路多方面的性能。在具体应用中，应根据需求引入适当的反馈。第5章集成运算放大器的应用

5.1模拟信号运算电路

集成运放通过少许的外围器件，就可以构成能够实现各种数学运算的电路。例如比例运算、加法运算、减法运算、积分运算、微分运算、乘法运算、乘方运算、对数运算、反对数运算等等。

5.1.1比例运算电路

根据输入信号接法的不同，比例运算电路有二种基本形式：反相比例运算电路和同相比例运算电路。5.1.1比例运算电路反相比例运算电路

反相比例运算电路的基本形式如图5.1.1所示。

图5.1.1

反相比例运算电路

输入信号ui经电阻R1加到集成运放的反相输入端，反馈支路由Rf构成，将输出电压uo反馈至反相输入端，同相输入端通过电阻R2接地。R2称为平衡电阻。通常选择R2的阻值为

R2＝R1

//Rf5.1.1比例运算电路

在图5.1.1中，由于“虚断”，故i+＝０，即R2上没有压降，则u+＝０。又因为“虚短”，可得

u-＝u+＝０（5.1.1）式（5.1.1）说明在反相比例运算电路中，集成运放的反相输入端与同相输入端两点的电位相等，且均等于零，如同该两点接地一样，这种现象称为“虚地”。“虚地”是反相比例运算电路的一个重要特点。

由图5.1.1，根据式（5.1.1），可得由于i+＝i-＝０，所以，ii=if

，因此有5.1.1比例运算电路求解上式，可得出反相比例运算电路的输出电压表达式为(5.1.2)

闭环电压放大倍数（比例系数）为

(5.1.3)

因为反相输入端“虚地”，所以，电路的输入电阻为

Rif=R1

(5.1.4)5.1.1比例运算电路