X013_习题课解答_清华大学_电子电路及系统基础
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电子电路与系统基础
习题课第十三讲
1、第十一讲作业讲解 2、为什么差分放大
李国林 清华大学电子工程系
习题课第十三讲 大纲
• 第十一讲作业讲解
• 为什么差分放大
李国林 电子电路与系统基础
清华大学电子工程系
2013年春季
2
作业1、2、3
交流小信号放大器网络参量及其对应等效电路
• （1）给出图示二端口网络的网络参量（交 流小信号参量，自选zyhg）
负阻放大器抽象
CC1 CC2 负阻放大器 D vs 0.05cost VB 0.25V RL 250 RL 250
RFC vs 0.05cost
负阻放大器就是一个并臂负阻
Gp
pout pin
GL 1 GL g d
gd 0
李国林 电子电路与系统基础
作业1： （1）给出图示虚框二端口网络的网络参 量（自选zyhg） （2）给出对应参量的等效电路模型 （3）求放大器输入阻抗和输出阻抗
反射型负阻放大器
vS
ZS Z0
信源： 提供激励
环形器： 提供无功率反射 的端口匹配条件
PS , max
Z0
作业2： （1）给出图示二端口网络 的网络参量（自选zyhg） （2）给出对应参量的等效 电路模型 （3）求放大器输入阻抗和 输出阻抗（端接匹配情况）
Z 0 250
负载： 吸收负阻反射功率
2 2
292 i1 i2 0
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2013年春季
7
v1 0 v Z 2 0 v3 Z0
Z0 0 Z0
Z 0 i1 Z0 i2 0 i3
v2 292i1
Rin z11 Rout
z12 z 21 RL z 22
6
李国林 电子电路与系统基础
z12 z 21 z 22 RS z11
有源性
vL vs 0.05cost rd RL 250 vL
rd z rd
rd 292 292 rd 292 292
2 2 Z0 Z0 Z0 Z0 v1 Z 0 i2 Z 0 i3 Z 0 i3 i1 Z 0 i3 i1 Z0 i3 r r r r d d d d 2 2 Z0 Z0 Z0 Z0 v3 Z 0 i1 Z 0 i2 Z 0 i1 Z 0 r i3 r i1 r Z 0 i1 r i3 d d d d
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ZS Z0
vS
2 2 Z0 Z0 v1 i1 Z0 i3 rd r d 2 2 Z0 Z0 v3 r Z 0 i1 r i3 d d
– 负阻放大器 – 反射型负阻放大器 – CE组态晶体管放大器 p32图 p33图 p48图
• （2）给出对应参量的等效电路模型 • （3）求放大器输入阻抗和输出阻抗
– 考虑信源内阻、负载电阻的影响
• （4）根据网络参量具体数值说明其有源性
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v1 Z 0 i2 Z 0 i3
Z0 v3 Z L Z0
i3 i2
v2 Z 0 i3 Z 0 i1 v3 Z 0 i1 Z 0 i2
rd
v2
环形器元件约束
v2 rd i2
i2
端口2接负阻：负阻约束
v2 Z 0i3 Z 0i1 rd i2
Z0 Z i3 0 i1 rd rd
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CC1
CC2 负阻放大器 D RL 250 RL 250
RFC vs 0.05cost vs 0.05cost
VB 0.25V
CC1 交流 短路 RFC vs 0.05cost 交流 开路 VB 交流 短路 rd
CC2
RL 250
wk.baidu.com
vL
vs 0.05cost
并臂电阻，z参量
v1 i1 i2 rd
v2 i1 i2 rd
Rin rd | | RL rd RL rd RL 292 250 292 250 1.74k
Rout rd || RS 0
i1 i2
292
v1 292i2
292
Z L Z0
rd Z 0 rd Z 0
2 PS , max
PL 2 PS , max
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Z 0 rd Z r 0 d
PS , max GT PS , max G p max PS , max
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2
负阻： rd 0 将直流能量转换为交流能量 反射功率高于入射功率
rd
1
清华大学电子工程系
ZS Z0
vS
v1
i1
v1 0 v Z 2 0 v3 Z0
Z0 0 Z0
Z 0 i1 Z0 i2 0 i3
rd
RL 250
vL
292
直流工作点位于负阻区，微分电阻为负阻
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rd z rd
vL vs 0.05cost rd RL 250 vL
rd 292 292 rd 292 292
rd i1 rd i2 i1 rd i1 rd i2 i2
只要端口电流之和不为0， 只要有电流流过负阻， 负阻即向外输出功率， 故而有源：具有向外输 出功率的能力则称之为 有源
2 rd i12 2i1i2 i2
p v1i1 v2 i2
rd i1 i2
习题课第十三讲
1、第十一讲作业讲解 2、为什么差分放大
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习题课第十三讲 大纲
• 第十一讲作业讲解
• 为什么差分放大
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2013年春季
2
作业1、2、3
交流小信号放大器网络参量及其对应等效电路
• （1）给出图示二端口网络的网络参量（交 流小信号参量，自选zyhg）
负阻放大器抽象
CC1 CC2 负阻放大器 D vs 0.05cost VB 0.25V RL 250 RL 250
RFC vs 0.05cost
负阻放大器就是一个并臂负阻
Gp
pout pin
GL 1 GL g d
gd 0
李国林 电子电路与系统基础
作业1： （1）给出图示虚框二端口网络的网络参 量（自选zyhg） （2）给出对应参量的等效电路模型 （3）求放大器输入阻抗和输出阻抗
反射型负阻放大器
vS
ZS Z0
信源： 提供激励
环形器： 提供无功率反射 的端口匹配条件
PS , max
Z0
作业2： （1）给出图示二端口网络 的网络参量（自选zyhg） （2）给出对应参量的等效 电路模型 （3）求放大器输入阻抗和 输出阻抗（端接匹配情况）
Z 0 250
负载： 吸收负阻反射功率
2 2
292 i1 i2 0
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v1 0 v Z 2 0 v3 Z0
Z0 0 Z0
Z 0 i1 Z0 i2 0 i3
v2 292i1
Rin z11 Rout
z12 z 21 RL z 22
6
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z12 z 21 z 22 RS z11
有源性
vL vs 0.05cost rd RL 250 vL
rd z rd
rd 292 292 rd 292 292
2 2 Z0 Z0 Z0 Z0 v1 Z 0 i2 Z 0 i3 Z 0 i3 i1 Z 0 i3 i1 Z0 i3 r r r r d d d d 2 2 Z0 Z0 Z0 Z0 v3 Z 0 i1 Z 0 i2 Z 0 i1 Z 0 r i3 r i1 r Z 0 i1 r i3 d d d d
李国林 电子电路与系统基础
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2013年春季
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ZS Z0
vS
2 2 Z0 Z0 v1 i1 Z0 i3 rd r d 2 2 Z0 Z0 v3 r Z 0 i1 r i3 d d
– 负阻放大器 – 反射型负阻放大器 – CE组态晶体管放大器 p32图 p33图 p48图
• （2）给出对应参量的等效电路模型 • （3）求放大器输入阻抗和输出阻抗
– 考虑信源内阻、负载电阻的影响
• （4）根据网络参量具体数值说明其有源性
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 3
v1 Z 0 i2 Z 0 i3
Z0 v3 Z L Z0
i3 i2
v2 Z 0 i3 Z 0 i1 v3 Z 0 i1 Z 0 i2
rd
v2
环形器元件约束
v2 rd i2
i2
端口2接负阻：负阻约束
v2 Z 0i3 Z 0i1 rd i2
Z0 Z i3 0 i1 rd rd
清华大学电子工程系 2013年春季 4
CC1
CC2 负阻放大器 D RL 250 RL 250
RFC vs 0.05cost vs 0.05cost
VB 0.25V
CC1 交流 短路 RFC vs 0.05cost 交流 开路 VB 交流 短路 rd
CC2
RL 250
wk.baidu.com
vL
vs 0.05cost
并臂电阻，z参量
v1 i1 i2 rd
v2 i1 i2 rd
Rin rd | | RL rd RL rd RL 292 250 292 250 1.74k
Rout rd || RS 0
i1 i2
292
v1 292i2
292
Z L Z0
rd Z 0 rd Z 0
2 PS , max
PL 2 PS , max
李国林 电子电路与系统基础
Z 0 rd Z r 0 d
PS , max GT PS , max G p max PS , max
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2
负阻： rd 0 将直流能量转换为交流能量 反射功率高于入射功率
rd
1
清华大学电子工程系
ZS Z0
vS
v1
i1
v1 0 v Z 2 0 v3 Z0
Z0 0 Z0
Z 0 i1 Z0 i2 0 i3
rd
RL 250
vL
292
直流工作点位于负阻区，微分电阻为负阻
李国林 电子电路与系统基础 清华大学电子工程系 2013年春季 5
rd z rd
vL vs 0.05cost rd RL 250 vL
rd 292 292 rd 292 292
rd i1 rd i2 i1 rd i1 rd i2 i2
只要端口电流之和不为0， 只要有电流流过负阻， 负阻即向外输出功率， 故而有源：具有向外输 出功率的能力则称之为 有源
2 rd i12 2i1i2 i2
p v1i1 v2 i2
rd i1 i2