模电课件第六章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)
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模电课件模拟电子技术基础第四童诗白华成英ppt
集成运算放大器的分析和设计
• 分析 • 输入电阻和输出电阻的分析,以及频率特性的分析。 • 线性范围和非线性失真的分析。 • 直流和交流性能的分析。 • 设计 • 选择合适的晶体管和电阻器。 • 设计合适的偏置电路和反馈电路。 • 进行频率补偿和稳定性分析。
集成运算放大器的应用
作为通用放大器使用,用于各种不同的信号放大场合 。
THANK YOU.
反馈的极性
正反馈用“+”表示,负反馈用“-”表示 。
正反馈
使放大器的净输入信号增加。
负反馈对放大电路性能的影响
提高放大倍数的稳定性
展宽频带
由于环境温度的变化,晶体管的放大倍数会 发生变化,加入负反馈后,可以减小这种变 化。
由于负反馈的作用,使得放大器的上限频率 有所降低,下限频率有所升高,这样频带就 展宽了。
减小非线性失真
负反馈对噪声的抑制作 用
当输入信号为正弦波时,晶体管的输出信号 由于管子的非线性而产生失真,加入负反馈 后,可以使这种失真减小。
在放大器中,噪声是不可避免的,负反馈可 以抑制噪声。
正反馈和自激振荡
自激振荡
在正反馈的作用下,放大器会自己产生信号而输出音调不变的音调。
消除自激振荡的方法
在放大器中引入负反馈来破坏自激振荡的条件。
直流电源及其应用
直流电源
01
它通常由交流电源经整流、滤波和稳压等环 节转换而来。
03
直流电源广泛应用于各种电子设备和系统中 ,如计算机、手机和电动车等。
05
02
直流电源是一种能够提供稳定直流电压的电 子器件。
04
直流电源电压, 保证其正常工作和延长使用寿命。
电子技术的起源与发展
《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
童诗白模电第六章
R b1 C b1 R c1 R c2
+VCC
+
ui
V
+u
V
T1
be
T2 C b2 Rf RL
+
uO
-
uf
+
-
R e1
R e2
本级反馈
本级反馈
级间反馈
6.2
负反馈放大器的四种类型
负反馈类型有四种组态: 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
一、电压反馈和电流反馈 电压反馈 — 反馈信号取自输出电压的部分或全部。 io A RL uo RL uo A F
由式
X AX A A 1 AF X 1 AF X
o id f i id
可得:
A 1 AF A
f
是开环增益与闭环增益幅值之比,它自 然反映了反馈对放大电路的影响程度。我们 叫做“反馈深度”。
1 AF
1)如果 1 AF 1 A A,这就是负反馈 ,则 的情况,因为它表示反馈的引入削弱了输入 量的作用,使闭环增益下降。
+UCC
RC1 RB1 T2 RB2 RC2 RB3 RC3 T3 ie3 RE3
T1
ui ube1
uf
电流串联负反馈,对直流不起作用。
三、负反馈放大器的四种类型
负反馈类型有四种组态: 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
1. 电压串联负反馈
因为反馈量与输出电压成比例,所以称电压反馈。
+VCC +VCC R c2 c2 R CC T2 T b2 b2
2
uf
ud(ube)
+VCC
+
ui
V
+u
V
T1
be
T2 C b2 Rf RL
+
uO
-
uf
+
-
R e1
R e2
本级反馈
本级反馈
级间反馈
6.2
负反馈放大器的四种类型
负反馈类型有四种组态: 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
一、电压反馈和电流反馈 电压反馈 — 反馈信号取自输出电压的部分或全部。 io A RL uo RL uo A F
由式
X AX A A 1 AF X 1 AF X
o id f i id
可得:
A 1 AF A
f
是开环增益与闭环增益幅值之比,它自 然反映了反馈对放大电路的影响程度。我们 叫做“反馈深度”。
1 AF
1)如果 1 AF 1 A A,这就是负反馈 ,则 的情况,因为它表示反馈的引入削弱了输入 量的作用,使闭环增益下降。
+UCC
RC1 RB1 T2 RB2 RC2 RB3 RC3 T3 ie3 RE3
T1
ui ube1
uf
电流串联负反馈,对直流不起作用。
三、负反馈放大器的四种类型
负反馈类型有四种组态: 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
1. 电压串联负反馈
因为反馈量与输出电压成比例,所以称电压反馈。
+VCC +VCC R c2 c2 R CC T2 T b2 b2
2
uf
ud(ube)
模拟电子技术 清华华成英第四版 第六章PPT课件
反馈量 X f 和 输入量 X i 接在同一输入端,所 以是并联反馈。
反馈量 X f 和 输入量 X i 接在不同的输入端, 所以是串联反馈。
21
例:判断是串联反馈还是并联反馈
RB1 C1
+
RS +
ui RB2
es– –
RC1 T1
RE1
RC2
+UCC C2
T2
+
RF RE2
RL uo
CE2
–
22
7
例
+ R1
vI
R2
-
+_ -
+
-
vO
vI +
R1 +
-
-
+
-
R2
vO RL
RL
a负反馈
b正反馈
重要结论:UP↑等效 UN↓,UP↓等效 UN↑。
8
例:用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。
++ຫໍສະໝຸດ __+
+_
+
+ _
+
(a)正反馈
(b)负反馈
结论:判断单个集成运放的极性时,若反馈通
路接回到反相输入端则为负反馈,接回到同相
_
+ _
_
+ +
交、直流反馈 瞬时极性法判断:负反馈 输出端看:电压负反馈 输入端看:串联负反馈
24
25
26
6.2 负反馈放大电路的四种基本组态
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
27
一、电压串联负反馈
uI′ uF
xO 为电压量uO xI xF xI′为电压量 uI uF uI′
反馈量 X f 和 输入量 X i 接在不同的输入端, 所以是串联反馈。
21
例:判断是串联反馈还是并联反馈
RB1 C1
+
RS +
ui RB2
es– –
RC1 T1
RE1
RC2
+UCC C2
T2
+
RF RE2
RL uo
CE2
–
22
7
例
+ R1
vI
R2
-
+_ -
+
-
vO
vI +
R1 +
-
-
+
-
R2
vO RL
RL
a负反馈
b正反馈
重要结论:UP↑等效 UN↓,UP↓等效 UN↑。
8
例:用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。
++ຫໍສະໝຸດ __+
+_
+
+ _
+
(a)正反馈
(b)负反馈
结论:判断单个集成运放的极性时,若反馈通
路接回到反相输入端则为负反馈,接回到同相
_
+ _
_
+ +
交、直流反馈 瞬时极性法判断:负反馈 输出端看:电压负反馈 输入端看:串联负反馈
24
25
26
6.2 负反馈放大电路的四种基本组态
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
27
一、电压串联负反馈
uI′ uF
xO 为电压量uO xI xF xI′为电压量 uI uF uI′
模拟电子技术基础(第4版华成英)ppt课件
1
乙类功率放大器是一种非线性放大器,其工作原 理是将输入信号的负半周切除,仅让正半周通过 晶体管放大。
2
在乙类功率放大器中,晶体管只在正半周导通, 因此效率较高。但因为晶体管工作在截止区和饱 和区,所以失真较大。
3
乙类功率放大器通常采用推挽电路形式,以减小 失真。
THANKS
感谢观看
利用晶体管、可控硅等开关元件的开关特性,通过适当组合实现非 正弦波信号的输出。
非正弦波发生电路的组成
包括开关元件、储能元件和输出电路。
非正弦波发生电路的特点
输出信号波形多样,幅度大,但频率稳定性较差,且波形质量受开 关元件特性的影响较大。
波形变换电路
波形变换电路的原理
利用运算放大器和适当组合的RC电路,将一种波形变换为另一种波 形。
基本放大电路 放大电路的基本概念和性能指标
总结词
共基极放大电路的特点是输入阻抗低、 输出阻抗高。
VS
详细描述
共基极放大电路是一种特殊的放大电路, 其工作原理基于晶体管的电压放大作用。 由于其输入阻抗低、输出阻抗高的特点, 因此常用于实现信号的电压放大。在电路 结构上,共基极放大电路与共发射极放大 电路类似,只是晶体管的基极接输入信号 而不是发射极。
01
特征频率
晶体管在特定工作点上的最高使 用频率,超过该频率时放大电路 将失去放大能力。
截止频率
02
03
放大倍数
晶体管在正常放大区与截止区的 交界点上所对应的频率,是晶体 管的重要参数之一。
晶体管在不同频率下的电压放大 倍数,反映了晶体管在不同频率 下的放大性能。
单级放大电路的频率响应
低通部分
放大电路对低频信号的放大能力较强,随着频 率升高,增益逐渐下降。
模拟电子技术基础(第四版)_华成英_518页
综合应用所学知识的能力
清华大学 华成英 hchya@
华成英 hchya@
第一章 半导体二极管和三极管
华成英 hchya@
第一章 半导体二极管和三极管
§1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管
反向饱 和电流
开启 电压
温度的 电压当量
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
华成英 hchya@
华成英 hchya@
利用Multisim测试二极管伏安特性
华成英 hchya@
从二极管的伏安特性可以反映出: 1. 单向导电性 u UT i I ( e 1) 正向特性为 S
华成英 hchya@
二、模拟信号与模拟电路
1. 电子电路中信号的分类
数字信号:离散性 “1”的电 压当量 “1”的倍数
介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1
任何瞬间的任何 值均是有意义的
模拟信号:连续性。大多数物理量为模拟信号。
2. 模拟电路
模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。 最基本的处理是对信号的放大,有功能和性能各异的放 大电路。 其它模拟电路多以放大电路为基础。
• 广播通信:发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电 话、手机 • 网络:路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器 • 工业:钢铁、石油化工、机加工、数控机床 • 交通:飞机、火车、轮船、汽车 • 军事:雷达、电子导航 • 航空航天:卫星定位、监测 • 医学:γ刀、CT、B超、微创手术 • 消费类电子:家电(空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照 相机、电子表)、电子玩具、各类报警器、保安系统
根据需求,最适用的电路才是最好的电路。 要研究利弊关系,通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
清华大学 华成英 hchya@
华成英 hchya@
第一章 半导体二极管和三极管
华成英 hchya@
第一章 半导体二极管和三极管
§1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管
反向饱 和电流
开启 电压
温度的 电压当量
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
华成英 hchya@
华成英 hchya@
利用Multisim测试二极管伏安特性
华成英 hchya@
从二极管的伏安特性可以反映出: 1. 单向导电性 u UT i I ( e 1) 正向特性为 S
华成英 hchya@
二、模拟信号与模拟电路
1. 电子电路中信号的分类
数字信号:离散性 “1”的电 压当量 “1”的倍数
介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1
任何瞬间的任何 值均是有意义的
模拟信号:连续性。大多数物理量为模拟信号。
2. 模拟电路
模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。 最基本的处理是对信号的放大,有功能和性能各异的放 大电路。 其它模拟电路多以放大电路为基础。
• 广播通信:发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电 话、手机 • 网络:路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器 • 工业:钢铁、石油化工、机加工、数控机床 • 交通:飞机、火车、轮船、汽车 • 军事:雷达、电子导航 • 航空航天:卫星定位、监测 • 医学:γ刀、CT、B超、微创手术 • 消费类电子:家电(空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照 相机、电子表)、电子玩具、各类报警器、保安系统
根据需求,最适用的电路才是最好的电路。 要研究利弊关系,通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
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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1
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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。
模电课件第六章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)
X
o
X id
X
f o
X id X
AF
反馈深度
1 AF
称为反馈深度
(1 ) 若 1 A F 1,则 A F A ,
相当于引入负反馈。
( 2 ) 若 1 A F 1,则 A F A ,
相当于引入正反馈。
正反馈和负反馈的判断
在放大电路的输入端,假设一个输入信号对地的极性, 用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬
瞬 时 极 性 法
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。
反馈信号和输入信号加于输入回路一点时,瞬时极性 相同的为正反馈,瞬时极性相反的是负反馈。 反馈信号和输入信号加于输入回路两点时,瞬时极 性相同的为负反馈,瞬时极性相反的是正反馈。 对三极管来说这两点是基极和发射极,对运算放大器 来说是同相输入端和反相 输入端。
反馈框图:
实际被放大信号
开环
输出 闭环
叠加
输入
±
反馈 信号
放大器 反馈网络 正反馈 负反馈
取+ 取-
加强输入信号 削弱输入信号
用于振荡器 用于放大器
负反馈的作用:稳定静态工作点;稳定放大倍数;提 高输入电阻;降低输出电阻;扩展通频带。
例:
RB1 C1 + ui – RC1 C2
+EC RB21 RC2
C3
+
ud uf
RE1
T1
T2
uo
RB22
RE2
CE –
Rf
RE1 Rf 、RE1组成反馈 F 网络,反馈系数: Uo RE1 R f Uf
o
X id
X
f o
X id X
AF
反馈深度
1 AF
称为反馈深度
(1 ) 若 1 A F 1,则 A F A ,
相当于引入负反馈。
( 2 ) 若 1 A F 1,则 A F A ,
相当于引入正反馈。
正反馈和负反馈的判断
在放大电路的输入端,假设一个输入信号对地的极性, 用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬
瞬 时 极 性 法
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。
反馈信号和输入信号加于输入回路一点时,瞬时极性 相同的为正反馈,瞬时极性相反的是负反馈。 反馈信号和输入信号加于输入回路两点时,瞬时极 性相同的为负反馈,瞬时极性相反的是正反馈。 对三极管来说这两点是基极和发射极,对运算放大器 来说是同相输入端和反相 输入端。
反馈框图:
实际被放大信号
开环
输出 闭环
叠加
输入
±
反馈 信号
放大器 反馈网络 正反馈 负反馈
取+ 取-
加强输入信号 削弱输入信号
用于振荡器 用于放大器
负反馈的作用:稳定静态工作点;稳定放大倍数;提 高输入电阻;降低输出电阻;扩展通频带。
例:
RB1 C1 + ui – RC1 C2
+EC RB21 RC2
C3
+
ud uf
RE1
T1
T2
uo
RB22
RE2
CE –
Rf
RE1 Rf 、RE1组成反馈 F 网络,反馈系数: Uo RE1 R f Uf
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 。
模拟电子技术基础(第四版)课件 童诗白
向特性将下移。
I / mA
15
温度增加
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
二极管的特性对温度很敏感。
1.2.3 二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压U(BR)和最高反向工作电压URM
(3) 反向电流IR (4) 最高工作频率fM
(5) 极间电容Cj
即扩散运动与漂移运动达到动态平衡。
P
N
二、 PN 结的单向导电性 空间电荷区变窄,有利
1. PN结 外加正向电压时处于导通于状扩态散运动,电路中有
较大的正向电流。
又称正向偏置,简称正偏。
P
耗尽层
N
I 内电场方向
外电场方向
V
R
图 1.1.6
在 PN 结加上一个很小的正向电压,即可得到较大的 正向电流,为防止电流过大,可接入电阻 R。
在实际应用中,应根据管子 所用的场合,按其所承受的 最高反向电压、最大正向平 均电流、工作频率、环境温 度等条件,选择满足要求的 二极管。
1.2.4 二极管等效电路
一、由伏安特性折线化得到的等效电路
1. 理想模型
2. 恒压降模型
3. 折线模型
二、二极管的微变等效电路
二极管工作在正向特性的某一小范围内时, 其正向特性可以等效成一个微变电阻。
2. PN 结外加反向电压时处于截止状态(反偏) 反向接法时,外电场与内电场的方向一致,增强了内 电场的作用;
外电场使空间电荷区变宽;
不利于扩散运动,有利于漂移运动,漂移电流大于扩 散电流,电路中产生反向电流 I ;
由于少数载流子浓度很低,反向电流数值非常小。
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
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负反馈的分类小结
电压串联负反馈 电压并联负反馈 交流反馈 负 反 馈 直流反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈 稳定静态工作点
6.2.2 负反馈的分析方法
一、反馈类型的判断
分析步骤: 1. 找出反馈网络(电阻)。 2. 是交流反馈还是直流反馈? 3. 是否负反馈? 4. 是负反馈!那么是何种类型的负反馈? (判断反馈的组态)
○ ⊕
⊕ ⊕ ⊕
输出 回路
反馈信号 与电压成 比例,是 电压反馈。
+ vf -
输入回路 经Rf加在发射极E1上的反馈电压Vf与输入电压Vi是串联
关系, 故为串联负反馈。
电压串联负反馈
例2: 反馈信号和输入信号 试分析该电路存在的反馈,并判断其反馈组态。
加于输入回路两点时,
瞬时极性相同为负反馈。
○ ⊕
( 3 ) 若 1 A F 0 ,则 A F ,
相当于输入为零时
仍有输出,故称为 “自激状态”。
环路增益
环路增益 A F 是指放大电路和反馈网络所
形成环路的增益,当 A F >>1时称为深度负 反馈,相当于 1+ A F >>1。于是闭环放大倍 数
Xf 反馈网络的 F 反馈系数 X
o
放大电路的闭 Xo A f 环放大倍数 Xi
由于 X id X i X f
Af
Xo Xi
AX id X id X f
A 1 AF
式中:
X
f
称为环 路增益。
解:
根据瞬时极 性法判断
反馈信号和输入信号
加于输入回路两点时, 瞬时极性相同为负反馈。
电流串联负反馈
例6:
试判断电路的反馈组态。
解: 根据瞬时极性法
经电阻R1加在基极B1上的 是直流电流并联负反馈。
经Rf 加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输 入信号加在T1两个输入电极,故为串联反馈。 交流电压串联负反馈。
第六章
放大电路中的反馈
§6.1 负反馈的概念
凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流) 的一部分或全部引回到输入端,与输入信号 迭加,就称为反馈。 若引回的信号削弱了输入信号,就称为负反馈。 若引回的信号增强了输入信号,就称为正反馈。
这里所说的信号一般是指交流信号, 所以判断正负反馈,就要判断反馈信号与 输入信号的相位关系,同相是正反馈,反 相是负反馈。
电压反馈和电流反馈
电压反馈:反馈信号的大小与输出电压成比 • 例的反馈称为电压反馈; 电流反馈:反馈信号的大小与输出电流成比
例的反馈称为电流反馈。 电压反馈与电流反馈的判断:
将输出电压‘短路’,若反馈信号为零, 则为电压反馈;若反馈信号仍然存在,则为 电流反馈。
串联反馈和并联反馈
反馈信号与输入信号加在输入回路的同一 个电极上,则为并联反馈;反之,加在放大电 路输入回路的两个电极,则为串联反馈。 对于三极管来说,反馈信号与输入信号同时加 此时反馈信号与输入信 此时反馈信号与输入信号 号是电流相加减的关系。 是电压相加减的关系。 在三极管的基极或发射极,为并联反馈;一个加 在基极一个加在发射极则为串联反馈。 对于运算放大器来说,反馈信号与输入信号同 时加在同相输入端或反相输入端,则为并联反馈; 一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串 联反馈。
以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地 而言,这样才有可比性。
电压串联负反馈 电压串联负反馈
Rg
串联负反馈
输入回路
Vg
⊕
Vi
Vi'
vi vid A 基本放大器
⊕
⊕
RL
反馈电压 vo v 反馈信号和输入信号 V 反馈网络 Vf与输入电压 f F Vid加于输入回路两点时, 是串联关 系, 故为串 瞬时极性相同为负反馈。 瞬时极性法 联负反馈。
例8:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。
RC
并联反馈
+UCC C2
电压反馈
if C1
Rf
ui
i
ib
uo
uo uo
if
ib=i+if
此电路是电压并联负反馈,对直流也起作用。
例9:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。
+UCC
并联反馈
RC1
RC2
i
iB
uC1
uB2
iE2
Rf
RE2
电流反馈
交流反馈:反馈只对交流信号起作用。
直流反馈:反馈只对直流起作用。
有的反馈只对交流信号起作用;有的反 馈只对直流信号起作用;有的反馈对交、 直流信号均起作用。 若在反馈网络中串接隔直电容,则可以隔断 直流,此时反馈只对交流起作用。 在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容,可 以使其只对直流起作用。
+EC RB1 C1
电压负反馈:可以稳定输出电压、减小输出电阻。
电流负反馈:可以稳定输出电流、增大输出电阻。
电压反馈采样的两种形式:
uo
uo
RL
RL
采样电阻很大
电流反馈采样的两种形式:
io
io
RL
iE
RL
iE
Rf
采样电阻很小
二、串联反馈和并联反馈
根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式 的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。
+ ui – T1 RE1 C2 T2 uo
RC1
RB21
RC2
C3
+
RB22
RE2
CE
–
Rf
C
增加隔直电容C后,Rf只对交流起反馈作用。
注:本电路中C1、C2也起到隔直作用。
+EC RB1 C1
+ ui – T1 C2 T2 uo
RC1
RB21
RC2
C3
+
C
RE1
RB22
RE2
CE
–
Rf
增加旁路电容C后,Rf只对直流起反馈作用。
串联反馈:反馈信号与输入信号串联,即反馈 电压信号与输入信号电压比较。
并联反馈:反馈信号与输入信号并联,即反馈 信号电流与输入信号电流比较。 串联反馈使电路的输入电阻增大; 并联反馈使电路的输入电阻减小。
并联反馈
串联反馈
i
if
ib ui ube uf
ib=i-if
ube=ui-uf
三、交流反馈与直流反馈
电流并联负反馈
电流串联负反馈
Rg
⊕
Vg
Vi
Vi'
v i
vid
⊕
A⊕
Io
A
F
F
ioR
L
Vo
反馈信号和输入信号
V
f
加于输入回路两点时,
瞬时极性相同为负反馈。
vf
输出端的取样是电流,所以是电流负反馈。
输入端Vid和Vf以串联的方式进行比较,
所以是串联负反馈。
例5: 试分析该电路存在的反馈,并判断其反馈组态。
反馈框图:
实际被放大信号
开环
输出 闭环
叠加
输入
±
反馈 信号
放大器 反馈网络 正反馈 负反馈
取+ 取-
加强输入信号 削弱输入信号
用于振荡器 用于放大器
负反馈的作用:稳定静态工作点;稳定放大倍数;提 高输入电阻;降低输出电阻;扩展通频带。
例:
RB1 C1 + ui – RC1 C2
+EC RB21 RC2
ui
uo
iF
RE1
uF
iE2
uF
iB2
iF
iB
uB2 uC1
iE2
例9:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。
+UCC
RC1 RC2
i
iB
uC1 uB2
iE2
ui
iF
Rf
uo
RE1
RE2
uF
电流并联负反馈。对直流也起作用,可以稳 定静态工作点。
二、负反馈放大电路的放大倍数
放大电路的开 A 环放大倍数 X id Xo
电流负反馈
当ii一定时: RL 变化 io 通过R、Rf if iid 若
瞬时极性相反为负反馈。
io
电流负反馈稳定输出电流
例3: 解:
根据瞬 时极性 法判断
试分析该电路存在的反馈,并判断其反馈组态。
⊕
Ii I'i ⊕
○
⊕
○
I
f
○
反馈信号和输入信号加于 输入回路同一点时,瞬时 极性相反是负反馈。
X
o
X id
X
f o
X id X
AF
反馈深度
1 AF
称为反馈深度
(1 ) 若 1 A F 1,则 A F A ,
相当于引入负反馈。
( 2 ) 若 1 A F 1,则 A F A ,
相当于引入正反馈。
f
F
反馈信号 与电压成 比例,是 电压反馈。
当vi一定时: 若 RL
vo vf vid vo
电压负反馈稳定输出电压
例1: 试分析该电路存在的反馈,并判断其反馈组态。
解:
根据瞬时极 性法判断 该电路 为负反 反馈信号和输入信号 馈。 加于输入回路两点时, 瞬时极性相同为负反馈。