模电第六章
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模电第六章知识点总结
模电第六章知识点总结一、运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）1. 运算放大器的基本概念：运算放大器是一种主要用于进行信号放大、滤波、比较、积分等运算的集成电路。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益、高共模抑制比和宽带宽等特点。
2. 运算放大器的基本结构：运算放大器通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器提供了高增益和高输入阻抗，而输出级则提供了低输出阻抗和大功率放大。
3. 运算放大器的理想特性：理想的运算放大器具有无穷大的输入阻抗、零的输入偏置电压、无穷大的增益、无限带宽和零的输出阻抗。
4. 运算放大器的实际特性：实际的运算放大器会受到限制，例如有限的共模抑制比、有限的带宽、输入偏置电压和温度漂移等。
5. 运算放大器的虚短片段模型：运算放大器可以用虚短片段模型来进行分析，其中将输入端和输出端分别连接到地和反馈节点，其他端口则可以忽略。
6. 运算放大器的常见应用：运算放大器常用于反馈放大电路、比较器电路、积分电路、微分电路、滤波电路等。
7. 运算放大器的反馈模式：运算放大器的反馈模式主要包括正反馈和负反馈。
负反馈可以稳定放大器的增益和频率特性，而正反馈则会增加放大器的增益和非线性失真。
二、电压比较器1. 电压比较器的基本概念：电压比较器是一种将两个电压进行比较，并输出相应逻辑电平的集成电路。
它通常具有高增益、快速响应和高输出驱动能力等特点。
2. 电压比较器的工作原理：电压比较器通过将两个输入电压进行比较，当一个电压高于另一个电压时，输出为高电平；反之则为低电平。
3. 电压比较器的应用：电压比较器广泛应用于电压检测、开关控制、信号处理、电压测量和触发器等领域。
总结：模电第六章主要介绍了运算放大器和电压比较器的基本概念、工作原理、特性和应用。
掌握这些知识点，可以为我们设计和分析各种电路提供基础。
同时，对于提高我们的工程能力和电子技术水平也是非常有用的。
《模拟电子技术基础》(第四版)第6章
反馈系数 F= xf / xo
xd , xi , x f 可同为电压（或电流），xo 为电压（或电流）
反馈的极性判断
正反馈 xd = xi + xf xf加强了xi的作用
必须xf与xi同相
AF 0
负反馈 xd = xi – xf
必须xf与xi同相
xf削弱了xi的作用
AF 0
负反馈闭环放大倍数
RF
uo
1. 有交流反馈
RL
2. 组态判断输出端: uo=0时，反馈不存在了，电压反馈； (uo是对地的电压，反馈支路与uo有交叉点,电压反馈)；
输入端: 反馈支路与ui有交叉点，并联反馈； (输入ui和反馈都加在uＮ(交叉点)上，并联反馈)
交叉点以左为信号源
ii +
u_o
ui R1 if
RL
RF
第六章 放大电路中的反馈
{ 反馈 负反馈
第8章 第6,7章
反馈的极性
{ 反馈
直流反馈 交流反馈
稳定Q点 稳定和改善交流指标
{ 交流负反馈的组态
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
{ 交流正反馈的组态
电压串联正反馈 电压并联正反馈
电流串联正反馈
电流并联正反馈
为什么要加交流负反馈？ 改善放大电路的性能
F
io 在放大器输出端
RL
u F与A串联 o R当uo=0时，反馈仍然存在
当io=0时，反馈不存在了
在放大器输入端 电压 ud ,ui , u f ，KVL(回路形式) 反馈支路与ui无交叉点 反馈与输入加在Ａ的不同点上
电流反馈
串联反馈
ud A
RS
模电课后答案-第六章课后答案
第六章答案负反馈放大电路1．试通过反馈的组成框图说明反馈的概念和特点。
反馈:就是将电路的输出电压（或电流）的一部分（或全部），通过一定的电路元件（反馈网络），以一定的方式送回到输入端，以影响输入电压（或电流）的过程。
图反馈放大电路的组成框图反馈必须包括正向传输的基本放大电路部分和将输出信号反馈回输入端的反向传输部分形成的闭环回路，反馈体现了输出信号对输入信号的反作用。
其中x i为输入信号，x o为输出信号，x f为反馈信号，x id为输入信号与反馈信号进行比较求和后得到的净输入信号。
所以有：x id=x i-x f 或x id=x i+x f，前者使净输入量减小，称为负反馈；反者使净输入量增大，称为正反馈。
2．什么是正反馈、负反馈？如何判断放大电路的正、负反馈？负反馈：引入的反馈信号x f削弱了原来输入信号x i，使净输入信号x id减小，增益|A|下降。
负反馈多用于改善放大器的性能。
正反馈：引入的反馈信号x f加强了原来输入信号x i，使净输入信号x id增大，增益|A|上升。
正反馈多用于振荡电路。
判断正、负反馈常采用“瞬时极性法”。
瞬时极性法的思路是：先假定放大电路的输入信号在某一瞬间有一个正极性的变化，用符号“+”（或↑）表示，然后从输入到输出逐级标出放大电路各点的瞬时极性或有关支路电流的瞬时流向，再得到反馈信号的极性。
最后判断反馈信号是增强还是削弱了净输入信号，如果削弱，则是负反馈，反之则是正反馈。
3．什么是电流反馈、电压反馈？如何判断？它们的作用是什么？反馈信号的采样对象是输出电压，称为电压反馈。
反馈信号的采样对象是输出电压，称为电压反馈。
电压反馈和电流反馈的判断方法可以用“输出短路法”，即假设输出电压v o=0，即令输出端交流负载短路（R L=0），若反馈信号仍然存在，则说明反馈信号与输出电压无直接关系，证明是电流反馈，否则为电压反馈。
4．什么是串联反馈、并联反馈？如何判断？串联反馈：反馈信号是串接在输入回路中，与输入信号在输入回路以电压相加减形式决定净输入电压，即v id=v i－v f。
模电 第6章
∞
uo ui ±UZ R1 R －+ + R2
∞
uo
R1
思考题：如何计算上下限？ 思考题：如何计算上下限？
(6-27)
§6.4 精密整流电路
一、线性检波(半波整流 )电路 线性检波 半波整流 电路
普通半波整流电路的缺陷： 普通半波整流电路的缺陷：
D
ui ~
-
+
+ RL -
uo
1. 由于硅二极管的正向导通电 压不小于 0.5V ，当 Ui 小于 1V 时， UO 误差很大。 误差很大。 2. 二极管作为一个半导体元件， 二极管作为一个半导体元件， 它很容易受到温度的影响， 它很容易受到温度的影响， 它还具有非线性特性。 它还具有非线性特性。
(6-23)
R2 R1 ui + U om = 0 R1 + R2 R1 + R2
R ui R1
－+ + R2
∞
uo
uo
Uom
上下门限电压： 上下门限电压：
UL
UH
R1 UH = U om R2 R1 UL = − U om R2
0
-Uom 传输特性曲线
ui
(6-24)
2. 加上参考电压后的上行迟滞比较器 当uo= -UOM时： UR ui R1 R －+ + R2
(6-9)
二、 若ui从反相端输入
uo
+Uom
UR
+
∞
+
ui
uo
-Uom
0
UR
ui
当ui < UR时 , uo = +Uom 当ui >UR时 , uo = -Uom
uo ui ±UZ R1 R －+ + R2
∞
uo
R1
思考题：如何计算上下限？ 思考题：如何计算上下限？
(6-27)
§6.4 精密整流电路
一、线性检波(半波整流 )电路 线性检波 半波整流 电路
普通半波整流电路的缺陷： 普通半波整流电路的缺陷：
D
ui ~
-
+
+ RL -
uo
1. 由于硅二极管的正向导通电 压不小于 0.5V ，当 Ui 小于 1V 时， UO 误差很大。 误差很大。 2. 二极管作为一个半导体元件， 二极管作为一个半导体元件， 它很容易受到温度的影响， 它很容易受到温度的影响， 它还具有非线性特性。 它还具有非线性特性。
(6-23)
R2 R1 ui + U om = 0 R1 + R2 R1 + R2
R ui R1
－+ + R2
∞
uo
uo
Uom
上下门限电压： 上下门限电压：
UL
UH
R1 UH = U om R2 R1 UL = − U om R2
0
-Uom 传输特性曲线
ui
(6-24)
2. 加上参考电压后的上行迟滞比较器 当uo= -UOM时： UR ui R1 R －+ + R2
(6-9)
二、 若ui从反相端输入
uo
+Uom
UR
+
∞
+
ui
uo
-Uom
0
UR
ui
当ui < UR时 , uo = +Uom 当ui >UR时 , uo = -Uom
模拟电子技术第06章
同相比例运算电路又称为同相放大 器，其电路如图6.3所示。输入电压加在 同相输入端，为保证运放工作在线性区， 在输出端和反相输入端之间接反馈电阻 Rf构成深度电压串联负反馈，R′为平衡
电阻，R′= Rf∥R1。
图6.3 同相比例运算电路
比例系数取决于电阻Rf与R1阻值之比。 同相比例运算电路中引入了电压串联 负反馈，故可以进一步提高电路的输入电 阻，降低输出电阻，Ri=∞，Ro=0。 图6.3中，若R1=∞或Rf=0，则uo=ui ， 此时电路构成电压跟随器，如图6.4所示。
图6.16 一阶高通滤波电路
与低通滤波电路类似，一阶电路在低 频处衰减较慢，为使其幅频特性更接近于 理想特性，可再增加一级RC组成二阶滤波 电路如图6.17所示。
欲得到更加理想的滤波特性，可将多 个一阶或二阶滤波电路串接起来组成高阶 高通滤波器。
图6.17 二阶高通滤波电路
3.带通和带阻滤波电路
由于理想运放的输入电阻 rid=ric=∞， 而加到运放输入端的电压u+-u- 有限，所以 运放两个输入端的电流：
i+=i-≈0
这一特性称为理想运放输入端的“虚断”。
2.运放工作在非线性工作区时的特点
在非线性工作区，运放的输入信号超 出了线性放大的范围，输出电压不再随输 入电压线性变化，而是达到饱和，输出电 压为正向饱和压降UOH （正向最大输出电 压）或负向饱和压降UOL （负向最大输出 电压），如图6.1所示。
图6.24 简单过零比较器电路和输入、输出波形
6.3.2 滞回比较器（迟滞比较器）
单限比较器电路简单，灵敏度高，但 其抗干扰能力差。如果输入电压受到干扰 或噪声的影响，在门限电平上下波动，则 输出电压将在高、低两个电平之间反复跳 变，如图6.25所示。若用此输出电压控制 电机等设备，将出现误操作。为解决这一 问题，常常采用滞回电压比较器。
电阻，R′= Rf∥R1。
图6.3 同相比例运算电路
比例系数取决于电阻Rf与R1阻值之比。 同相比例运算电路中引入了电压串联 负反馈，故可以进一步提高电路的输入电 阻，降低输出电阻，Ri=∞，Ro=0。 图6.3中，若R1=∞或Rf=0，则uo=ui ， 此时电路构成电压跟随器，如图6.4所示。
图6.16 一阶高通滤波电路
与低通滤波电路类似，一阶电路在低 频处衰减较慢，为使其幅频特性更接近于 理想特性，可再增加一级RC组成二阶滤波 电路如图6.17所示。
欲得到更加理想的滤波特性，可将多 个一阶或二阶滤波电路串接起来组成高阶 高通滤波器。
图6.17 二阶高通滤波电路
3.带通和带阻滤波电路
由于理想运放的输入电阻 rid=ric=∞， 而加到运放输入端的电压u+-u- 有限，所以 运放两个输入端的电流：
i+=i-≈0
这一特性称为理想运放输入端的“虚断”。
2.运放工作在非线性工作区时的特点
在非线性工作区，运放的输入信号超 出了线性放大的范围，输出电压不再随输 入电压线性变化，而是达到饱和，输出电 压为正向饱和压降UOH （正向最大输出电 压）或负向饱和压降UOL （负向最大输出 电压），如图6.1所示。
图6.24 简单过零比较器电路和输入、输出波形
6.3.2 滞回比较器（迟滞比较器）
单限比较器电路简单，灵敏度高，但 其抗干扰能力差。如果输入电压受到干扰 或噪声的影响，在门限电平上下波动，则 输出电压将在高、低两个电平之间反复跳 变，如图6.25所示。若用此输出电压控制 电机等设备，将出现误操作。为解决这一 问题，常常采用滞回电压比较器。
模电课件 第六章
c2 c1
i ＋
V1
V2
c1
u－id
I
－UEE
I
I
I
ic1 1 ic 2 ic1
uBE 2 uBE 1
1 e UT
uid
1 e UT
I
I
I
ic 2 1 ic1 ic 2
uBE 1 uBE 2
1 e UT
uid
1 eUT
第六章 集成运算放大器电路原理
iC1,iC2 I
iC2
iC1
I
Ir
Ir
第六章 集成运算放大器电路原理 多集电极晶体管镜像电流源
3.比例电流源
第六章 集成运算放大器电路原理
UBE1 IE1R1 UBE2 IE2R2 U BE1 U BE 2
IE1R1 IE2R2
IC2
IE2
R1
I E1
R1 R2
Ir
Ir
UCC U BE1 Rr R1
4.微电流电流源
第六章 集成运算放大器电路原理
第六章 集成运算放大器电路原理
iC1,iC2
第六章 集成运算放大器电I 路原理
iC2 Q
iC1
I 2
iC1
iC2
6 UT 4 UT2 UT 0 2UT 4UT 6UT uid
可见，增益AU正比于恒流源电流I。那 么，改变I就可以控制增益。
如果使I受到另外一个信号ub的控制， 那么就可以实现信号的相乘。
)(UGS
UGSTH )2
W1
W2
L1
L2
IO W2 / L2 Ir W1 / L1
二. CMOS共源放大第器六章 集成运算放大器电路原理
第六章 集成运算放大器电路原理 三.CMOS差动放大器
模电第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
2
相频响应
arctg
1 0 /
0 / Q
2
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
三、二阶Sallen-Key带通滤波器
高通
反馈
设 Y 1 1/ R 1
Y2 1 R2 Y3 sC3 Y4 sC4 Y5 1 R5
得到二阶有源带通滤波电路
5、设计有源滤波器比设计LC滤波器更具灵活性，也可得到电 压增益。
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
4.滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例 如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率 成分的干扰。滤波过程如图所示。
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
稳态响应
H ( j ) H (0 ) 1 jQ 0 0
幅频响应
H ( j ) H (0 ) 1 Q2 0 0
2
相频响应
arctgQ
低通
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
A1 A0 通带 O 测评 通带 阻带 阻带
有源带通滤波电路可理解为
由低通和高通串联得到
1
1 低通特征角频率 1 R1C 1 1 高通特征角频率 2 R2 C 2
必须满足
A2 A0
阻 碍 阴
通带 阻 碍 测评 O 2 阴 阻 碍 A A0 阴 通带 阻带 O 阻 碍
低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF）
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
相频响应
arctg
1 0 /
0 / Q
2
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
三、二阶Sallen-Key带通滤波器
高通
反馈
设 Y 1 1/ R 1
Y2 1 R2 Y3 sC3 Y4 sC4 Y5 1 R5
得到二阶有源带通滤波电路
5、设计有源滤波器比设计LC滤波器更具灵活性，也可得到电 压增益。
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
4.滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例 如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率 成分的干扰。滤波过程如图所示。
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
稳态响应
H ( j ) H (0 ) 1 jQ 0 0
幅频响应
H ( j ) H (0 ) 1 Q2 0 0
2
相频响应
arctgQ
低通
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
A1 A0 通带 O 测评 通带 阻带 阻带
有源带通滤波电路可理解为
由低通和高通串联得到
1
1 低通特征角频率 1 R1C 1 1 高通特征角频率 2 R2 C 2
必须满足
A2 A0
阻 碍 阴
通带 阻 碍 测评 O 2 阴 阻 碍 A A0 阴 通带 阻带 O 阻 碍
低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF）
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
《模拟电子技术》课件第6章 集成运算放大电路
IE2
IE1Re1 Re2
VT Re2
ln
IE1 IE2
§6.2 电流源电路
IR R
IC1
T1
IE1 Re1
IB1 IB2
VCC
I C 2=IO
T2
IE2 Re2
当值足够大时
IR IC1 IE 1 IO IC2 IE 2
IO
IR
Re1 Re2
VT Re2
ln
IR IO
IO
IR
Re1 Re2
四、微电流源
R c + vo R c
VCC
Rs
+
vi1
T1 RL T2
Rs
+
vi2
Re
VEE
2、差模信号和共模信号的概念
vid = vi1 vi2 差模信号
vic
=
1 2
(vi1
vi2 )
共模信号
Avd
=
vod vid
差模电压增益
其中vod ——差模信号产生的输出
Avc
=
voc vic
共模电压增益
总输出电压
IE3
IC2
IC1
1
IC2
2
IC 1
2 IC1 β
IO
1
IR 2
2
2
IR
IC1
T1
R IB3
T3
IE3
IB1 IB2
V CC IO= IC2 = IC1
T2
IR R
IC1
IB3
T1 I B1
VCC
IO
T3
IE3 IC2
T2 IB2
三、比例电流源
《模拟电路第六章》PPT课件
反馈组态 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联
Auf 或Ausf
Auf
U Uoi
U Uof
1 Fuu
Ausf
U Uos
1 Fiu
1 Rs
Auf
U Uoi
1 Fui
RL'
Ausf
U Uos
1 Fii
RL' Rs
与负载无关
与总负载成 线性关系
通常 A uf(， A usf)、 A 、 F 、 A f 符号相同。
' i
的叠加关系
U i' U i U f或 I i' I i I f－－负反馈 U i' U i U f或 I i' I i I f－－正反馈
3. 正、负反馈的判断
uDuIuF
uF
R1 R1 R2
uO
uF
反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。
反馈量仅决定于输出量
反馈电流
净输入电流减小，引入了负反馈
一、负反馈放大电路的方框图 二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式 三、深度负反馈的实质 四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法 五、基于理想运放的放大倍数的计算方法
一、负反馈放大电路的方框图
负反馈放大电路 的基本放大电路
断开反馈，且 考虑反馈网络 的负载效应
反馈网络
决定反馈量和输出量关系 的所有元件所组成的网络
Uo If Rs
பைடு நூலகம்
1 Fiu
1 Rs
2. 电压并联负反馈电路
Fiu
If U o
Ausf
U Uos
1 Fiu
1 Rs
iR2
uN uO R2
Fiu
精品课件-模拟电子技术-第6章
第六章 集成运算放大器
6.2.2 长尾式差动放大电路
图6 – 5 长尾式差动放大电路
第六章 集成运算放大器
1. 静态工作点的稳定性
静态时, 输入短路, 由于流过电阻Re的电流为IE1 和IE2之和, 且电路对称,IE1=IE2,故
U EE U BE 2I R E1 e I B Rs1
I B1
(1)由于电路难以绝对对称,所以输出仍然存在零漂。 (2)由于每一管子没有采取消除零漂的措施,所以当温度 变化范围十分大时,有可能差动放大管进入截止或饱和,使放 大电路失去放大能力。 (3)在实际工作中,常常需要对地输出,即从c1或c2对地输 出(这种输出我们称为单端输出),而这时的零漂与单管放大电 路的一样,仍然十分严重。 为此，人们又提出了长尾式差动放大电路。
第六章 集成运算放大器
第六章 集成运算放大器
6.1 零点漂移 6.2 差动放大电路 6.3 电流源电路 6.4 集成运算放大器介绍 6.5 集成运放的性能指标
第六章 集成运算放大器
图6-1 集成运放框图
第六章 集成运算放大器
6.1 零点漂移
运算放大器均是采用直接耦合方式。在第二章对直接耦 合方式的特点及问题作了介绍,这里主要讨论直接耦合放大电 路的零点漂移问题。
第六章 集成运算放大器
图6 – 3 差动放大电路的基本形式
第六章 集成运算放大器
1. 共模信号及共模电压放大倍数Auc 所谓共模信号,是指在差动放大管V1和V2的基极接入幅度 相等、极性相同的信号,如图6-4(a)所示,即
Uic1 Uic2
下标ic表示为共模输入信号。通常,共模信号都是无用信号。
I E1
1
,
Rs1 Rs2 Rs
模电第六章(童诗白)讲解的ppt
& Xd
& Xf
& A & F
& Uo
电流反馈
电压反馈
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5
• 对输出端的影响：串联反馈在输入级与反馈网络的连接 对输出端的影响： 处断开；并联反馈使输入端对地短路。 处断开；并联反馈使输入端对地短路。
+ +
& Ud
+ & U -
& A
f
& Xo
& Ii
& Id
& If
& Xo
解：据图示瞬时极性： 据图示瞬时极性：
& & & Ib = (Ii − I f ) ↓
所以，为并联负反馈。 所以，为并联负反馈。 & 短路， 若将 U 0 短路，同时将输 入信号接地， 入信号接地 ， 使输入量对 反馈网络的影响， 反馈网络的影响，则：
C1 Rs + us –
I& f
& Ic2
I&i I&b
6.1 反馈的基本概念及判断方法 6.2 负反馈放大电路的四种基本组态 6.3 负反馈放大电路的计算 6.4 深度负反馈放大电路放大倍数 的分析 6.5 负反馈对放大电路性能的影响 6.6 负反馈放大电路的稳定性 6.7* 放大电路中其它形式的负反 馈 本章小结 内容简介
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4
2. 基本放大电路的计算
(1) 开环时反馈网络的负载效应
• 对输入端的影响：电流反馈使输出电流所在回路开路； 对输入端的影响：电流反馈使输出电流所在回路开路； 电压反馈使输出端短路。 电压反馈使输出端短路。
模电答案 第六章
第6章习题解答6-1 设运放为理想器件。
在下列几种情况下，他们分别属于哪种类型的滤波电路（低通、高通、带通、带阻）？并定性画出其幅频特性。
（1）理想情况下，当0f =和f →∞时的电压增益相等，且不为零； （2）直流电压增益就是它的通带电压增益；（3）理想情况下，当f →∞时的电压增益就是它的通带电压增益； （4）在0f =和f →∞时，电压增益都等于零。
答：（1）带阻 （2）低通 （3）高通 （4）带通6-2 在下列各种情况下，应分别采用哪种类型（低通、高通、带通、带阻）的滤波电路。
（1）希望抑制50Hz 交流电源的干扰； （2）希望抑制500Hz 以下的信号； （3）有用信号频率低于500Hz ； （4）有用信号频率为500 Hz 。
答：（1）带阻 （2）高通 （3）低通 （4）带通6-3 设A 为理想运放，试推导出图P6-3所示电路的电压放大倍数，并说明这是一种什么类型的滤波电路。
答：o V Li11111j1j j V R A f V R CRCfωω∙∙∙====+-- ， 有源一阶高通滤波电路6-4 设A 为理想运放，试推导出图P6-4所示电路的电压放大倍数，并说明这是一种什么类型的滤波电路。
答：o V iH111j 1jV A f RCV f ω∙∙∙===++，有源一阶低通滤波电路V i.R图P6-3 图P6-46-5 已知图P6-3和图P6-4所示电路的通带截止频率分别为100Hz 和100KHz 。
试用它们构成一个带通滤波器。
并画出幅频特性。
答：将两个电路串联可构成带通滤波器，其v 111A ∙=⨯=，0dB ，L 100Hz f =，H 100kHz f =，可画出带通滤波电路的幅频特性。
6-6 电路如图6.1.10所示，要求H 1kHz,C=0.1μF f =，等效品质因数1Q =，试求该电路中的各电阻阻值约为多少。
答：36H 1115.9k 22100.0110R f C ππ-===Ω⨯⨯⨯，因为013Q A =-0132A Q =-= 故f0112R A R =+=，所以f 1R R =，为使运放两输入端电阻对称，应有f 1//2 3.18k R R R =≈Ω，所以1R ＝f 6.36k R =Ω。
模拟电子技术课件第六章
U TH − RU = − 2 Z = u+ R3 + R2
+ R2 Uz R2 + R3
R2
R3 +Uz
电容C放电，uC下降
u 当uC=u-<u+时， O=UZ
返回电容C充电状态。
R2 Uz R2 + R3
3. 周期与频率的计算（P182 自学）
26
6.5.1 矩形波产生电路
4. 占空比可变的矩形波产生电路
2
6.2 正弦波振荡电路的振荡条件(P172)
正弦波振荡电路就是一个无输入信号的正反馈放大器 。
Xi = 0
•
• •
•
•
•
X i′
Xo
X i′
•
A
•
A
Xo
Xf
•
•
Xf
•
F
F
自激振荡的条件： 而X f = FX o = FAXi '
X f = Xi '
即 AF = 1
3
1. 振荡条件
AF = 1
因为： A(ω ) = | A | ∠ϕ A
14
6.4.1 变压器反馈式LC振荡电路
Is
1 LC并联回路选频特性
等效阻抗
1 ( R + jωL) jωC Z= 1 + R + jωL jωC
一般有 R << ωL 则
Z= L C 1 ) ωC
•
U
R + j(ωL −
当 ω = ω0 = 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 ω 0 =
1 LC
为谐振频率
首端 L1 中间端 L2 尾端 C
+ R2 Uz R2 + R3
R2
R3 +Uz
电容C放电，uC下降
u 当uC=u-<u+时， O=UZ
返回电容C充电状态。
R2 Uz R2 + R3
3. 周期与频率的计算（P182 自学）
26
6.5.1 矩形波产生电路
4. 占空比可变的矩形波产生电路
2
6.2 正弦波振荡电路的振荡条件(P172)
正弦波振荡电路就是一个无输入信号的正反馈放大器 。
Xi = 0
•
• •
•
•
•
X i′
Xo
X i′
•
A
•
A
Xo
Xf
•
•
Xf
•
F
F
自激振荡的条件： 而X f = FX o = FAXi '
X f = Xi '
即 AF = 1
3
1. 振荡条件
AF = 1
因为： A(ω ) = | A | ∠ϕ A
14
6.4.1 变压器反馈式LC振荡电路
Is
1 LC并联回路选频特性
等效阻抗
1 ( R + jωL) jωC Z= 1 + R + jωL jωC
一般有 R << ωL 则
Z= L C 1 ) ωC
•
U
R + j(ωL −
当 ω = ω0 = 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 ω 0 =
1 LC
为谐振频率
首端 L1 中间端 L2 尾端 C
模电课件第6章
所以IC2也很小。
ro≈rce2（1＋
Re2 ）
rbe2 Re2
（参考射极偏置共射放大电路的输出电阻 R）o
当电源电压发生变化时，IC2的变化远小于IREF的变化，电
源电压波动对IC2影响不大,故：此电流源有很高的恒定性。
6.1.1 BJT电流源电路
3. 高输出阻抗电流源
IR EF V CC V B3E R V B E 2 V EE
电流源：是指电流恒定的电源
电流源的作用
为放大电路提供稳定的偏置电流
可作为放大电路的有源负载，以 便提高放大电路的电压增益
电流源的特点： 直流电阻小，交流电阻大
6.1.1 BJT电流源电路
CH6 模拟集成电路
1. 镜像电流源
T1、T2的参数全同 即β1＝β2，ICEO1＝ICEO2
VB E2=VB E1 IE2 = IE1 IC2 =IC1
CH6 模拟集成电路
1. MOSFET镜像电流源
IOID 2IRE F V D DV R SS V G S
当器件具有不同的宽长比时
IO
W2 W1
/ /
L2 L1
IRE
F
（=0）
ro= rds2
MOSFET基本镜像电路流
6.1.2 FET电流源电路
1. MOSFET镜像电流源
用T3代替R，T1~T3特性相同，
CH6 模拟集成电路
6.2.1 差分式放大电路的一般结构
1. 用三端器件组成的差分式放大电路
由于电源具有恒流 特性，并带有高阻 值的动态输出电阻， 因而电路具有稳定 的直流偏置和很强 的抑制共模信号的 能力。
CH6 模拟集成电路
一般集成运算放大器都采用直接耦合方式，即级—级之间 不用任何耦合件，这样信号损失小，效率高，频响好，频带宽。 但前后级Q点会相互影响，产生零点漂移，即当温度变化使第一 级放大器静态点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐 级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移 。
模电第六章_ppt课件
v o1 v o2 vo Avd = v i1 v i2 vid
Rc 2 v o1 rbe 2 v i1
以双倍的元器件换 取抑制零漂的能力
接入负载时
1 β(R c || R L) 2 A vd = r be
<B> 双入、单出
v o1 vo 1 Rc 1 Avd1 = Av d vid 2 v i1 2 2 rbe
V = V BE2 BE1
则 I =I E2 E1 , IC2= IC1
I R EF I C 1 2 I B IC2 2 IB
2 I C 2 (1 ) 当 2 时，IC2和IREF是镜像关系。
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
当BJT的β较大时，基极电流IB可以忽略
6.2 差分式放大电路
6.2.0 概述 6.2.1 差分式放大电路的一般结构 6.2.2 射极耦合差分式放大电路 6.2.3 源极耦合差分式放大电路
6.2.0 概述
1. 直接耦合放大电路
# 为什么一般的集成运 算放大器都要采用直接 耦合方式？
可以放大直流信号
2.直接耦合放大电路 电源电压波动 的零点漂移 也是原因之一
V V ( V ) V V CC BE E E CC E E Io＝IC2≈IREF＝ R R
无论C2支路的负载值如何， IC2的电 流值将保持不变。
代表符号
动态(交流)电阻
i 1 C 2 r ( ) o I B 2 v CE 2
rce
一般ro在几百千欧以上
差模输入电阻
不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放 大电路的两倍。
R r id = 2 be
Rc 2 v o1 rbe 2 v i1
以双倍的元器件换 取抑制零漂的能力
接入负载时
1 β(R c || R L) 2 A vd = r be
<B> 双入、单出
v o1 vo 1 Rc 1 Avd1 = Av d vid 2 v i1 2 2 rbe
V = V BE2 BE1
则 I =I E2 E1 , IC2= IC1
I R EF I C 1 2 I B IC2 2 IB
2 I C 2 (1 ) 当 2 时，IC2和IREF是镜像关系。
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
当BJT的β较大时，基极电流IB可以忽略
6.2 差分式放大电路
6.2.0 概述 6.2.1 差分式放大电路的一般结构 6.2.2 射极耦合差分式放大电路 6.2.3 源极耦合差分式放大电路
6.2.0 概述
1. 直接耦合放大电路
# 为什么一般的集成运 算放大器都要采用直接 耦合方式？
可以放大直流信号
2.直接耦合放大电路 电源电压波动 的零点漂移 也是原因之一
V V ( V ) V V CC BE E E CC E E Io＝IC2≈IREF＝ R R
无论C2支路的负载值如何， IC2的电 流值将保持不变。
代表符号
动态(交流)电阻
i 1 C 2 r ( ) o I B 2 v CE 2
rce
一般ro在几百千欧以上
差模输入电阻
不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻Rid是基本放 大电路的两倍。
R r id = 2 be
模电第六章集成运算放大电路1
引言 集成放大电路的特点
把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上， 构成特定功能的电子电路，称为集成电路(IC －Integrated Circuits)。它的体积小，而性 能却很好。
集成电路按其功能来分，有数字集成电路和 模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多，有 运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、 模拟乘法器、模拟锁相环、模—数和数—模 转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他 模拟集成电路等。
ID2 = W L 2 Kn' 2 VGS2 -VT 2 2 / 2 = Kn2 VGS2 -VT 2 2
ID2 =
W
L
2
K
' n2
VGS 2
-VT 2
2 /2
= Kn2 VGS2 -VT 2 2
图6.1.5 MOSFET 镜像电流源
常用电路
2．MOSFET多路电流源
电路如图6.1.6所示， 它是6.1.5b所
用途：1.电流源具有直流电阻小，交流电阻大的 特点；作有源负载 镜像电流源
共射电路的电压增益为：
A V
=
Vo Vi
=
- b (Rc // RL )
rbe
对于此电路Rc就是镜 像电流源的交流电阻，
因此增益为
A V
=
-
bRL
rbe
放大管
比用电阻Rc作负载时提高了。
2.用作偏置电路
例：图中电路为F007偏置
示镜像电流源电路的扩展。基准电流
IREF由T0和T1以及正、负电源确定，根 据前述各管漏极电流近似地与其宽长比
(W／L)成比例的关系，则有
W2
W3
ID2
= L2 W1 L1
I REF ;
把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上， 构成特定功能的电子电路，称为集成电路(IC －Integrated Circuits)。它的体积小，而性 能却很好。
集成电路按其功能来分，有数字集成电路和 模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多，有 运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、 模拟乘法器、模拟锁相环、模—数和数—模 转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他 模拟集成电路等。
ID2 = W L 2 Kn' 2 VGS2 -VT 2 2 / 2 = Kn2 VGS2 -VT 2 2
ID2 =
W
L
2
K
' n2
VGS 2
-VT 2
2 /2
= Kn2 VGS2 -VT 2 2
图6.1.5 MOSFET 镜像电流源
常用电路
2．MOSFET多路电流源
电路如图6.1.6所示， 它是6.1.5b所
用途：1.电流源具有直流电阻小，交流电阻大的 特点；作有源负载 镜像电流源
共射电路的电压增益为：
A V
=
Vo Vi
=
- b (Rc // RL )
rbe
对于此电路Rc就是镜 像电流源的交流电阻，
因此增益为
A V
=
-
bRL
rbe
放大管
比用电阻Rc作负载时提高了。
2.用作偏置电路
例：图中电路为F007偏置
示镜像电流源电路的扩展。基准电流
IREF由T0和T1以及正、负电源确定，根 据前述各管漏极电流近似地与其宽长比
(W／L)成比例的关系，则有
W2
W3
ID2
= L2 W1 L1
I REF ;
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电流形式求和（KCL） ii-iid-if=0 即 iid=ii-if 反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一输入端。
并联
6.1.4 串联反馈与并联反馈
判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈
并联反馈
xf (if)
级间反馈通路
6.1.4 串联反馈与并联反馈
判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈
形式求和（KVL） -vi+vid+vf=0 即 vid=vi- vf 反馈信号和输入信号加在放大电路输入回路的两个不同
输入端。
串联
6.1.4 串联反馈与并联反馈
由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定
并联反馈：当反馈信号与输入信号相并联时为并联反馈。 反馈信号与输入信号以电流的形式进行比较，在输入端以
返回
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
负反馈
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
负反馈
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
正反馈
正反馈与负反馈的判别
净输入量减小
级间负反馈
级间反馈通路
6.1.4 串联反馈与并联反馈
由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定。
串联反馈：当反馈信号与输入信号相串联时为串联反馈。 反馈信号与输入信号以电压的形式进行比较。输入以电压
6.2.1 电压串联负反馈放大电路
特点：
▪ 输入以电压形式比较： vid=vi- vf ▪ 稳定输出电压, xf=Fvo =AF vid
▪ 电压控制的电压源
▪
增益
Afv
vo vi
vo
Avvid
Av
vid vf vid Av Fvvid 1 Av Fv
6.2.2 电压并联负反馈放大电路
特点：
6.1.1 什么是反馈
判断电路是否存在反馈通路
反馈通路 （本级）
反馈通路 （本级）
反馈通路 （级间）
6.1.2 直流反馈与交流反馈
根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或
同时存在，来进行判别。
直流反馈
交、直流反馈
6.1.2 直流反馈与交流反馈
(a)直流通路
(b)交流通路
6.1.3 正反馈与负反馈
从输出端看
正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。 负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。
从输入端看
正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。 负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。
净输入量可以是电压，也可以是电流。
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
在放大电路负的反输馈入端，假设一个输入信号对地 的极性，可用“+”、“-”或“↑”、“↓” 表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时 极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果 反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反 馈；反之为正反馈。
RL
vo
xf
xid
vo
▪ 电压负反馈稳定输出电压
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电流负反馈
xf=Fio ， xid= xi－xf
RL io
xf
xid
io
▪ 电流负反馈稳定输出电流
6.1.5 电压反馈与电流反馈
判断方法：负载短路法
将负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零— —电压反馈。
6.1.1 什么是反馈
将电子系统输出回路的电量（电压或电流）送回 到输入回路，用来影响其输入量的过程。
内部反馈
ib hie
ic
vbe hrevce
hfeib
hoe vce
外部反馈
6.1.1 什么是反馈
框图
基本放大电路的输入 信号（净输入信号）
输出信号
反馈放大电路 的输入信号
反馈信号
反馈通路 ——信号反向传输的渠道 开环 ——无反馈通路 闭环 ——有反馈通路
▪ 电流控制的电流源
▪ 增益
Afi
io ii
io Aiiid Ai iid if iid Ai Fiiid 1 Ai Fi
特点小结：
串联反馈：输入端电压形式比较
并联反馈：输入端电流形式比较 电压负反馈：反馈量与输出电压成正比，稳定 输出电压，具有恒压特性 电流负反馈：反馈量与输出电流成正比，稳定 输出电流，具有恒流特性
将负载短路，反馈量仍然存在——电流反馈。
反馈通路
电压反馈 反馈通路
电流反馈
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电压反馈
反馈通路
6.2 负反馈放大电路的四种组态
6.2.1 电压串联负反馈放大电路 6.2.2 电压并联负反馈放大电路 6.2.3 电流串联负反馈放大电路 6.2.4 电流并联负反馈放大电路
反馈组态判断举例（交流）
反馈组态判断举例（交流）
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
级间电压串联负反馈
反馈组态判断举例（交流）
电压并联负反馈
反馈组态判断举例（交流）
直流反馈
(-) (+) (+)
(+)
(+)
(+)
交、直流反馈
电流串联负反馈
▪ 输入以电流形式比较： iid=ii-if
▪ 稳定输出电压, xf=Fvo =AF iid
▪ 电流控制的电压源
▪
增益Afr
vo ii
vo
Ar iid
Ar
iid if iid Ar Fgiid 1 Ar Fg
6.2.3 电流串联负反馈放大电路
特点：
▪ 输入以电压形式比较： vid=vi- vf
串联反馈
级间பைடு நூலகம்馈通路
xf (vf)
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出 端的取样对象决定。
电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即xf=Fvo 电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即xf=Fio
并联结构
串联结构
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电压负反馈
xf=Fvo ， xid= xi－xf
▪ 稳定输出电流, xf=Fio =AF vid
▪ 电压控制的电流源
▪
增益
Afg
io vi
io
Ag vid
Ag
vid vf vid Ag Frvid 1 Ag Fr
6.2.4 电流并联负反馈放大电路
特点：
▪ 输入以电流形式比较： iid=ii-if
▪ 稳定输出电流, xf=Fio =AF iid
6 反馈放大电路
6.1 反馈的基本概念与分类 6.2 负反馈放大电路的四种组态 6.3 负反馈放大电路增益的一般表达式 6.4 深度负反馈条件下的近似计算 6.5 负反馈对放大电路性能的影响 6.6 负反馈放大电路的稳定性
6.1 反馈的基本概念与分类
6.1.1 什么是反馈 6.1.2 直流反馈与交流反馈 6.1.3 正反馈与负反馈 6.1.4 串联反馈与并联反馈 6.1.5 电压反馈与电流反馈
并联
6.1.4 串联反馈与并联反馈
判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈
并联反馈
xf (if)
级间反馈通路
6.1.4 串联反馈与并联反馈
判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈
形式求和（KVL） -vi+vid+vf=0 即 vid=vi- vf 反馈信号和输入信号加在放大电路输入回路的两个不同
输入端。
串联
6.1.4 串联反馈与并联反馈
由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定
并联反馈：当反馈信号与输入信号相并联时为并联反馈。 反馈信号与输入信号以电流的形式进行比较，在输入端以
返回
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
负反馈
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
负反馈
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
正反馈
正反馈与负反馈的判别
净输入量减小
级间负反馈
级间反馈通路
6.1.4 串联反馈与并联反馈
由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定。
串联反馈：当反馈信号与输入信号相串联时为串联反馈。 反馈信号与输入信号以电压的形式进行比较。输入以电压
6.2.1 电压串联负反馈放大电路
特点：
▪ 输入以电压形式比较： vid=vi- vf ▪ 稳定输出电压, xf=Fvo =AF vid
▪ 电压控制的电压源
▪
增益
Afv
vo vi
vo
Avvid
Av
vid vf vid Av Fvvid 1 Av Fv
6.2.2 电压并联负反馈放大电路
特点：
6.1.1 什么是反馈
判断电路是否存在反馈通路
反馈通路 （本级）
反馈通路 （本级）
反馈通路 （级间）
6.1.2 直流反馈与交流反馈
根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或
同时存在，来进行判别。
直流反馈
交、直流反馈
6.1.2 直流反馈与交流反馈
(a)直流通路
(b)交流通路
6.1.3 正反馈与负反馈
从输出端看
正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。 负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。
从输入端看
正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。 负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。
净输入量可以是电压，也可以是电流。
正反馈与负反馈的判别
判别方法：瞬时极性法。
在放大电路负的反输馈入端，假设一个输入信号对地 的极性，可用“+”、“-”或“↑”、“↓” 表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时 极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果 反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反 馈；反之为正反馈。
RL
vo
xf
xid
vo
▪ 电压负反馈稳定输出电压
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电流负反馈
xf=Fio ， xid= xi－xf
RL io
xf
xid
io
▪ 电流负反馈稳定输出电流
6.1.5 电压反馈与电流反馈
判断方法：负载短路法
将负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零— —电压反馈。
6.1.1 什么是反馈
将电子系统输出回路的电量（电压或电流）送回 到输入回路，用来影响其输入量的过程。
内部反馈
ib hie
ic
vbe hrevce
hfeib
hoe vce
外部反馈
6.1.1 什么是反馈
框图
基本放大电路的输入 信号（净输入信号）
输出信号
反馈放大电路 的输入信号
反馈信号
反馈通路 ——信号反向传输的渠道 开环 ——无反馈通路 闭环 ——有反馈通路
▪ 电流控制的电流源
▪ 增益
Afi
io ii
io Aiiid Ai iid if iid Ai Fiiid 1 Ai Fi
特点小结：
串联反馈：输入端电压形式比较
并联反馈：输入端电流形式比较 电压负反馈：反馈量与输出电压成正比，稳定 输出电压，具有恒压特性 电流负反馈：反馈量与输出电流成正比，稳定 输出电流，具有恒流特性
将负载短路，反馈量仍然存在——电流反馈。
反馈通路
电压反馈 反馈通路
电流反馈
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电压反馈
反馈通路
6.2 负反馈放大电路的四种组态
6.2.1 电压串联负反馈放大电路 6.2.2 电压并联负反馈放大电路 6.2.3 电流串联负反馈放大电路 6.2.4 电流并联负反馈放大电路
反馈组态判断举例（交流）
反馈组态判断举例（交流）
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
级间电压串联负反馈
反馈组态判断举例（交流）
电压并联负反馈
反馈组态判断举例（交流）
直流反馈
(-) (+) (+)
(+)
(+)
(+)
交、直流反馈
电流串联负反馈
▪ 输入以电流形式比较： iid=ii-if
▪ 稳定输出电压, xf=Fvo =AF iid
▪ 电流控制的电压源
▪
增益Afr
vo ii
vo
Ar iid
Ar
iid if iid Ar Fgiid 1 Ar Fg
6.2.3 电流串联负反馈放大电路
特点：
▪ 输入以电压形式比较： vid=vi- vf
串联反馈
级间பைடு நூலகம்馈通路
xf (vf)
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出 端的取样对象决定。
电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即xf=Fvo 电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即xf=Fio
并联结构
串联结构
6.1.5 电压反馈与电流反馈
电压负反馈
xf=Fvo ， xid= xi－xf
▪ 稳定输出电流, xf=Fio =AF vid
▪ 电压控制的电流源
▪
增益
Afg
io vi
io
Ag vid
Ag
vid vf vid Ag Frvid 1 Ag Fr
6.2.4 电流并联负反馈放大电路
特点：
▪ 输入以电流形式比较： iid=ii-if
▪ 稳定输出电流, xf=Fio =AF iid
6 反馈放大电路
6.1 反馈的基本概念与分类 6.2 负反馈放大电路的四种组态 6.3 负反馈放大电路增益的一般表达式 6.4 深度负反馈条件下的近似计算 6.5 负反馈对放大电路性能的影响 6.6 负反馈放大电路的稳定性
6.1 反馈的基本概念与分类
6.1.1 什么是反馈 6.1.2 直流反馈与交流反馈 6.1.3 正反馈与负反馈 6.1.4 串联反馈与并联反馈 6.1.5 电压反馈与电流反馈