第五章 负反馈放大电路

ie
RE1：电流串联负反馈。
ue ib
ube=ui-ue
(3-31)
2. 对直流信号：
RB 2 UB U CC RB1 RB 2 恒定
+UCC
RB1 C1 UB UBE UE IE RE1 RC C2 RE1、RE2对 直流均起作 用，通过反 馈稳定静态 工作点。
ui
RB2
uo
CE
RE2
反馈过程： IE IE
(3-14)
并联反馈
串联反馈
i
if
ib ui ube uf ube=ui-uf
(3-15)
ib=i-if
三、交流反馈与直流反馈
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。
RB1=100k RB2=33k RE=2.4k
RE1=100
RC=5k RL=5k
Ao AF 1 Ao F 92.6 19.7 1 92.6 0.04
=60
EC=15V rbe=1.62 k
R' L 与方法一的计算 A 19.4 F 结果基本相同。 rbe ( 1 )RE1
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。
(3-27)
RC if
C1 Rf C2
+UCC
Rf 的作用： 1. 提供静态工作点。
ui
i
ib
2. 直流负反馈，稳定 静态工作点。 uo 3. 交流负反馈，稳定 放大倍数。
问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在 反馈回路加隔直电容？ 不能！Rf为三极管提供静态电流！
(3-23)
例1：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
+EC RB1 C1 RC1 uc1 T1 RB21 ub2 RC2 C3 uc2 T2 RB22 RE2
+
+ ui
– ube uf RE1
C2
uo
CE –
此电路是电压串联负反馈， 对直流不起作用。
Rf
uo uo
uf
ube=ui-uf uc2
EC=15V
rbe=1.62 k
结论: (1) 输入电阻提高了。
(2) 放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体 管的影响减小。
(3-37)
二、分离法——方法二
从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。
Ao AF 1 Ao F
例：
RB1 C1 RC
1. 先计算Ao和F 。
2. 计算AF。
+UCC
C2
=60时, AF =-19.4 =50时, AF =-18.6
(3-36)
性能比较： 无RF 有RF
RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k
放大倍数 输入电阻 输出电阻
-93 1.52k 5 k
-19.4 5.9k 5 k
=60
(3-35)
放大倍数稳定性的比较：
RB1=100k RB2=33k RE=2.4k
R' L 无负反馈时： Ao rbe
=60时, Ao =-93
RE1=100
RC=5k RL=5k
=50时, Ao =-77
=60
EC=15V
R' L rbe=1.62 k 有负反馈时： AF rbe ( 1 )RE1
X X 1 1 o o AF X 1 Xf X X X i f d d F A o X X Ao o o 1 Ao F
反馈深度
定义： 1 Ao F
(3-7)
负反馈放大器的闭环放大倍数
Ao AF 1 Ao F
当AoF>>1时，
注意：直流反馈中，输出电压指UCE，输 出电流指IE或IC。
二、并联反馈与串联反馈判别方法：
从输入端看：按电路结构、反馈信号性质、比较形式分析。
并联反馈的反馈信号接于晶体管基极。 串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。
(3-22)
三、正反馈与负反馈的判别方法——瞬时极性法 假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依 次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端， 若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则 为负反馈。反之为正反馈。 如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化 开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变 化开始。 判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信 号的比较关系。
模拟电子电路
第五章 负反馈放大电路
引入负反馈，可以大大改善放大电路的性能。
(3-1)
第五章 负反馈放大电路
§5.1 反馈的基本概念
§5.2 反馈的类型及分析方法 §5.3 负反馈对放大电路的影响
(3-2)
§5.1 反馈的基本概念
5.1.1 反馈的定义 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。
(3-3)
5.1.2 反馈电路框图
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；改善输入电 阻和输出电阻；扩展通频带，改善输出信号波形。
1、反馈类型：正反馈与负反馈；电压反馈与电 流反馈；串联反馈与并联反馈；直流反馈与交流反馈。
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； 3、用瞬时极性法判别正反馈和负反馈。 4、按采样形式、电路结构、输出短路法判别电 压反馈和电流反馈。
5、按电路结构、比较形式、反馈信号性质判别 串联反馈和并联反馈。
(3-4)
差值信号
X i +
输入信号
–
X d
X f
基本放大 电路Ao
X o
输出信号
反馈信号
反馈回路F
反馈电路的三个环节： 放大：
X Ao o X
d
X 反馈： F f X
o
X X 叠加： X d i f
(3-5)
X i +
–
X d
uc1
ub2
(3-24)
分析中用到了三极管的集电极与基极相位相
反这一性质。
+EC RB1
C1 + ui – RC1 C2
RB21
RC2
C3
+
uo
ube ube RE1
T1
T2 RB22 RE2 CE
– Rf
(3-25)
这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。
分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并 且注意符号的使用规则。
UE=IE(RE1+RE2)
IB
UBE=UB–UE
(3-32)
例6：判断如图电路中RE3的负反馈作用。
+UCC
RC1 RB1 T2 ui ube1 RB2 RC2 RB3 RC3 T3 ie3 RE3
T1
uf
ie3 ie3
uf
ube1=ui–uf ib3
uc1 uc2
(3-33)
电流串联负反馈。
小结：
(3-34)
5.2.3、负反馈放大电路放大倍数的计算
一、微变等效电路法——方法一
RB1 RC UB UBE UE IE RE1 RE2 CE C2 +UCC
电路比较简单时，可直接 用微变等效电路分析。
C1
例：
R' L 开环： Ao rbe
ui
RB2
uo
R' L 闭环： AF rbe ( 1 )RE1
(3-28)
例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
+UCC
并联反馈
RC1
i
iB
uC1
RC2
uB2
iE2 uo uF
电流反馈
ui
iF
Rf
RE1
RE2
iE2
uF
iB2
iF
iB
uB2 uC1
(3-29)
iE2
例4：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
+UCC
RC1 RC2
i
iB
u C1
1 AF F
结论：当 AoF>>1 很大时，负反馈放大器的闭 环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有 关。即负反馈可以稳定放大倍数。
(3-8)
例：
RB1 C1 + ui – RC1 C2
+EC RB21 RC2
C3
+
uo
ud uf
T1
T2 RB22 RE2
CE –
RE1
Rf
U RE1 Rf 、RE1组成反馈 f F 网络，反馈系数： U RE1 R f o
一、电压反馈和电流反馈
根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压 反馈和电流反馈。 电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。
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。
(3-11)
电压反馈采样的两种形式：
uo
uo
RL
RL
采样电阻很大
RC1
RB21
RC2
C3
+
uo
C
RE1
RB22
RE2
CE
–
增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。
(3-19)
五、负反馈的分类
电压串联负反馈
用 于 改 善 放 大 电 路 性 能
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
(3-20)
5.2.2 反馈类型的判别方法
X f
基本放大 电路Ao
X o
反馈回路F
X Ao o ——开环放大倍数 X d
X F f ——反馈系数 X
o
X AF o X i
——闭环放大倍数
(3-6)
X i +
–
X d
X f
基本放大 电路Ao
X o
反馈回路F
5.1.3 负反馈放大电路放大倍数的一般表达式：
(3-9)
小结: 1、Xi、Xo、Xd、Xf可以是电压量，也可以是电流量。
2、反馈电路是基本放大器和反馈网络组成的闭环电 路。 Ao 3、负反馈电路，Af= ，用于放大电路， 1+AoF
正反馈电路，Af= Ao 1-AoF ，用于振荡器等。
(3-10)
§5.2 反馈的类型及分析方法
5.2.1 反馈的类型
如果反馈对交直流均起作用，可以用全量。
当为交流反馈时，瞬时极性法所判断的也是相
位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就 是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同 相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一 定反相。
(3-26)
例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
RC
并联反馈
+UCC C2
uB2 iE2 uo uF
ui
iF
Rf
RE1
RE2
电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳 定静态工作点。
(3-30)
例5：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。
+UCC
RB1 C1 RC C2
电流串联反馈
ube ui
RB2 RE1
ie
CE
uo
RE2对交流反 馈不起作用
RE2
1. 对交流信号： ie
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）
(3-21)
一、电压反馈与电流反馈判别方法：
从输出端看：按电路结构、采样形式、输出端短路法分析。
电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。 电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。
U RE1 I f e F R ' U I o c L R E1 RL'
UB
UBE RE1 RE2
ui
RB2
UE IE
CE
uo
RL ' Ao rbe
(3-38)
RL' 60 2.5 Ao 92.6 rbe 1.62
F- 0.1 / (5//5) =-0.04
(3-12)
电流反馈采样的两种形式：
io
io
RL
iE
RL
iE
Rf
采样电阻很小
(3-13)
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。
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。
(3-16)
+EC RB1 C1
+ ui – Rf T1 RE1 C2 T2
RC1
RB21
RC2
C3
+
uo
RB22
RE2
CE
–
C
Байду номын сангаас
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。
(3-17)
四、正反馈和负反馈
详见第5.1所述
(3-18)
+EC RB1 C1
+ ui – Rf T1 C2 T2