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技 术
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绪论
I. 电子技术发展史
电子技术的出现和应用使人类进入了高科技时代。虽然电子技术的诞生历史很短，但它是最深入、最广泛的领域。它不仅是现代社会的重要象征，也是人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础。电子技术是在通信技术发展的基础上诞生的。随着新型电子材料的发现，电子设备发生了深刻的变化。世界电子技术自1906年首次发明电子设备以来，经历了电子管、晶体管、集成电路等重要发展阶段。
I. 电子技术发展史
电子技术的出现和应用使人类进入了高科技时代。虽然电子技术的诞生历史很短，但它是最深入、最广泛的领域。它不仅是现代社会的重要象征，也是人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础。电子技术是在通信技术发展的基础上诞生的。随着新型电子材料的发现，电子设备发生了深刻的变化。自1906年首次发明电子设备以来，世界电子技术经历了电子管、晶体管、集成电路等重要发展阶段。
1.原始通信方式-人力、烽火台等
2.横木通信机-1791年(法)C.Chappe
3.有线电报-1837年(美)S . B . Morse
4.有线电话-1875年(苏)A. G. Bell
5.无线电收发报机-1895年(意)G.Marconi
电子设备生产后，通信业务蓬勃发展。
一. 通信技术的发展
按照电子管-晶体管-集成电路的顺序，电子设备逐渐发展起来。
二. 生产电子设备
1. 真空电子管的发明：
1904年真空二极管(美)Fleming
1906年真空三极管(美)LeedeForest
2.生产晶体管
晶体管Transistor——1947(美)
Shockley、Bardeen、Brattain
集成电路IC(integrate circuit)——1959 (美) Kilby、Noyis
二. 生产电子设备
3.集成电路的出现
集成电路的出现标志着人类进入微电子时代。
自电子设备出现以来，电子技术已经应用于社会的各个领域。
II .应用电子技术
II .应用电子技术
III. 课程安排
一. 内容划分
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前进
二. 时间安排
学习时间-1学年
上半年：模拟部分
下半年： 数字部分
三.学习注意事项
课程特点
电路图多，内容分散，误差大
计算简单，实用性强
学习方法
掌握电路的组成原理，记住几个典型的电路
及时总结实践，掌握近似原则，与实验有机结合
第一编 模拟部分
第一章 半导体器件
半导体材料，由半导体组成PN
结、二极管结构特性、三极管结构特性
场效应管的结构特性。
本章主要内容：
1 .1半导体(Semiconductor)导电特性
根据导电性质，将物质分为导体
三类:缘体和半导体。
半导体分为本征半导体和杂质
(掺杂)两种半导体。
1 .1 .1本征半导体
纯、无杂质的半导体。常用的半导体材料
有两种材料：硅(Si)、锗(Ge)。
硅Si (锗Ge)原子结构如下：
该结构的原子利用共价键构成本征半导体结构。
但在外部激励下，电子空穴对(本征激发)产生 ，呈现导体的性质。
这种稳定的结构使本征半导体在室温下无法导电，呈现绝缘体性质。
但在外部激励下，电子空穴对(本征激发)产生 ，呈现导体的性质。
这种稳定的结构使本征半导体在室温下无法导电，呈现绝缘体性质。
电子空穴对(本征激发)在外界激励下产生。
穴位也可移动(依次填充邻近电子)。
电子空穴对(本征激发)在外界激励下产生。
穴位也可移动(依次填充邻近电子)。
电子空穴对(本征激发)在外界激励下产生。
穴位也可移动(依次填充邻近电子)。
半导体内部存在两种载流子(可导
电自由电荷):电子(负电荷)、空
穴位(正电荷)。
在本征半导体中，本征导体中
电子空穴对同时存在电子空穴对
的复合 。
电子浓度 =
空穴浓度ni = pi
1 .1 .2杂质半导体
在本征半导体中加入少量其他特定元素(称为杂质)形成的半导体。
杂质半导体分为N型半导体和P型半导体。
常用的杂质材料有5价磷P和3价硼B。
N型半导体内有大量电子和少量空穴，属于多载流子(简称多子)，属于少载流子(简称少子)。n ≥ p
N型半导体主要依靠电子导电。
一 . N型半导体(电子型半导体)
P型半导体内有大量空穴和少量电子，属于多载流子(简称多子)，属于少载流子(简称少子)。 p ≥ n
P型半导体主要靠空穴导电。
二 . P型半导体(空穴型半导体)
杂质半导体的导电性主要由大多数载流子决定，通常是电中性的，通常只画杂质离子和等量的大多数载流子。
杂质半导体的简化表达
1 .2半导体二极管(Diode)
二极管的主要结构是PN结。
1 .2 .1PN结(
PNJunction )
一.PN结的形成
多子扩散(在PN内电场由组合部形成EI)。
内电场阻碍多子扩散、利于少子漂移。
当扩散和漂移相对平衡时，形成PN结。
PN结别名：耗尽层、势垒区、电位壁垒、阻挡层、内电场、空间电荷区等。
二.PN结性-单向导电性
1.正向导通
PN结加正电压(正偏)——P接 、N接 - ，形成较大的正电流(正电阻较小)。mA。
2.反向截止
PN结加反向电压(反向偏置)——P接 -、N接
，形成较小的反向电流(反向电阻较大)。μA。
二.PN结性-单向导电性
当电压超过一定值(约零点几伏)时，所有儿童都参与导电，形成反向饱和电流IS”。
最高反偏电压可达几千伏。
1 .2 .2二极管
用外壳将PN封闭，引出两条极线，形成二极管 。
一、二极管伏安特性
正电流大(正电阻小)，反电流小(反电阻大)。
门限电压(死区电压)Vγ(Si管约为0.5V、Ge管约为0.1V)，反向击穿电压VBR(可达几千伏)
二极管电压电流方程：
二．二极管主要参数
1.最大整流电流IF
2.反向工作电压最高UR
3.反向电流IR
4.工作频率最高fM
分为三个半导体NPN型和PNP两种类型。三极管包括三极、二结、三区。发射区高掺杂，基区薄，低掺杂，集电区一般掺杂。
1 .3三极管(Transistor)
1 .3 .1三极管结构及符号
1 .3三极管(Transistor)
1 .3 .2三极管的三种接法(三种组态)
放大电路中有三种连接方式：共发射极、共基极、共集电极。
1 .3三极管(Transistor)
1 .3 .3三极管内部载流子传输
以下是共发射极NPN例如，分析三极管内载流子的运动规律，从而放大三极管。
为了保证三极管的放大（直流能量转化为交流能量），三极管电路中必须有直流电源，直流电源的连接必须保证三极管的发射和集电结
。
1 .3 .3三极管内部载流子传输
一.向基区发射区
发射载流子(电子)
1 .3 .3三极管内部载流子传输
一.向基区发射区
发射载流子(电子)
二.基区电子
疏运输及复合
1 .3 .3三极管内部载流子传输
一.向基区发射区
发射载流子(电子)
二.基区电子
疏运输及复合
三.集电区收集电子
1 .3 4 三极管各极电流关系
一. 各极电流关系
IE = IEN + IBN ≈ IEN
IB = IBN － ICBO
IC = ICN + ICBO
IE = IC + IB
二. 电流控制作用
β=ICN / IBN≈IC / IB
IC=βIB + (1+ β)ICBO =βIB + ICEO ≈β IC
α=ICN / IEN≈IC / IE
IC= αIE + ICBO ≈ α IE
1 .3 .5 共射NPN三极管伏安特性曲线
一. 输入特性曲线
IB = f ( UBE ，UCE )
实际测试时如下进行：
IB = f ( UBE )|UCE
UCE ＞5V的特性曲线基本重合为一条，手册可给出该条曲线。
1 .3 .5 共射NPN三极管伏安特性曲线
二. 输出特性曲线
IC = f ( IB ，UCE )
实际测试时如此进行：
IC = f ( UCE )|IB
1 .3 .5 共射NPN三极管伏安特性曲线
二. 输出特性曲线
IC = f ( IB ，UCE )
实际测试时如下进行：
IC = f ( UCE )|IB
发射结正偏、集电结反偏时，三极管工作在放大区(处于放大状态)，有放大作用：IC =βIB + ICEO
两结均反偏时，三极管工作在截至区(处于截止状态) ，无放大作用。IE=IC=ICEO≈0
发射结正偏、集电结正偏时，三极管工作在饱和区(处于饱和状态) ，无放大作用。IE=IC(较大)
1 .3 .6 三极管主要参数
一. 电流放大系数
1. 共发射极电流放大系数
直流β≈IC/IB 交流β≈ΔIC/ΔIB 均用β表示。
2. 共基极电流放大系数
直流α≈IC/IE 交流α≈ΔIC/ΔIE 均用α表示。
二. 反向饱和电流
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ICEO
ICEO = (1+β) ICBO
β=α/(1－α) α=β/(1+β)
1 .3 .6 三极管主要参数
一. 电流放大系数
β≈IC/IB α≈IC/IE β=α/(1－α) α=β/(1+β)
二. 反向饱和电流
ICBO ICEO ICEO = (1+β) ICBO
三. 极限参数
1. 集电极最大允许电流ICM
2. 集电极最大允许功耗PCM
3. 反向击穿电压U(BR)CEO 、U(BR)CBO
三极管的安全工作区
1 .4 场效应管(Field Effect
Transistor )
场效应管是单极性管子，其输入PN结处于反偏或绝缘状态，具有很高的输入电阻(这一点与三极管相反)，同时，还具有噪声低、热稳定性好、抗辐射性强、便于集成等优点。
场效应管是电压控制器件，既利用栅源电压控制漏极电流(iD = gmuGS)——这一点与三级管(电流控制器件,
基极电流控制集电极电流,iC = βiB)不同，而栅极电流iD为0(因为输入电阻很大)。
场效应管分为两大类:结型场效应管(JFET——Junction Field Effect
Transistor)、绝缘栅型场效应管(IGFET——Insulated Gate Field Effect
Transistor)。
1 .4 .1 结型场效应管
一. 结构及符号
N沟道管靠(单一载流子)电子导电，P沟道管靠(单一载流子)空穴导电。场效应管的栅极G、源极S和漏极D与三级管的基极b、发射极e和集电极c相对应。
1 .4 .1 结型场效应管
二.工作原理(栅源电压UGS对漏极电流ID的控制作用)
以N沟道管为例。漏源之间的PN结必须反偏。
N沟道结型场效应管加上反偏的栅源电压UGS (UGS＜0)
，在漏源之间加上漏源电压UDS(UDS＞0)，便形成漏极电流ID。而且UGS可控制ID。
1 .4 .1 结型场效应管
二.工作原理(栅源电压UGS对漏极电流ID的控制作用)
1.当VGS=0时，沟道最宽，沟道电阻最小，加上VDS可形成最大的ID；
2.当VGS＜0时，沟道逐渐变窄，沟道电阻逐渐变大，ID逐渐减小；
3.当VGS=VP (夹断电压)时，沟道夹断，沟道电阻为无限大，ID=0。
所以，栅源电压VGS对漏极电流ID有控制作用。
1 .4 .1 结型场效应管
三. JFET特性曲线
VGS=0时,随着VDS的增大,沟道变化情况如下:
加上VGS，沟道会进一步变窄。
1 .4 .2 结型场效应管
三. JFET特性曲线
1.转移特性曲线
ID =f( UGS )|UDS
1 .4 .1 结型场效应管
三. JFET特性曲线
2.漏极特性曲线
变化VGS,得到一族特性曲线。分为可变电阻区、恒流区、击穿区三部分。
JFET管处于恒流状态时，有 ID=gmVGS
ID =f( UDS )|UGS
1 .4 .1 结型场效应管
四. JFET管工作过程小结
N沟道JFET
栅源电压VGS为负值，漏源电压VDS为正值(P沟道JFET与之相反)。在栅源电压VGS控制下，漏极电流ID随栅源电压而发生变化。并且，VGS=0时，ID最大；VGS=
VP 时，ID=0。二者之间关系为：
ID=gmVGS (栅源间必须反偏)
1 .4 .2 结型场效应管
三. JFET特性曲线
3.转移—输出特性关系
由输出特性曲线可得到转移特性曲线
1 .4 .1 结型场效应管
四. JFET管工作过程小结
N沟道JFET
栅源电压VGS为负值，漏源电压VDS为正值(P沟道JFET与之相反)。在栅源电压VGS控制下，漏极电流ID随栅源电压而发生变化。并且，VGS=0时，ID最大；VGS=
VP 时，ID=0。二者之间关系为：
ID=gmVGS (栅源间必须反偏)
1 .4 .1 绝缘栅型场效应管
这种场效应管的栅极处于绝缘状态，输入电阻更高。广泛运用的是金属—氧化物—半导体场效应管MOSFET(Metal—Oxide—Semicondoctor
type Field Effect Transistor)，简计为MOS管。分为增强型MOS管和耗尽型MOS管两类
，每类又有N沟道和P沟道两种管子。
1 .4 .1 绝缘栅型场效应管
一. 结构及符号
二. 增强型N沟道MOS管工作过程
1. UGS=0，无导电 沟道，不能导电
2. UGS逐渐增大，形成耗尽层
3. UGS≥ UT ，形成反型层(N沟道)
4. 加上UDS，导电沟道不均匀
5. UGS - UDS = UT ，沟道预夹断
6. UDS继续增大,沟道夹断, 使ID基本不变
三.增强型N沟道MOS管特性曲线
转移特性近似表示为ID =IDO(UGS/UT – 1)2
(其中IDO 为UGS = 2UT 时的ID 值)
四. 耗尽型N沟道MOS管工作过程
不加栅源电压时，在MOS管体内已存在导电沟道。而所加栅源电压可以控制导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流。且当UGS＞0时，导电沟道更宽，电流UD变大；UGS＝0时，导电沟道保持原有宽度，电流ID适中；当VGS＜0时，导电沟道变窄。电流ID变小。当UGS小到夹断电压UP
时，沟道全部夹断，使得ID=0。
四.耗尽型N沟道MOS管特性曲线
各类场效应管偏置电压极性
五.场效应管的主要参数
1.直流参数
(1)饱和漏极电流IDSS
(2)夹断电压UP
(3)开启电压UT
2.交流参数
(1)低频跨导gm 其中 gm=(△ID/ △ID )|UDS
(2)极间电容 CGS CGD CDS
3.极限参数
(1) 漏源击穿电压V(BR)DS
(2) 栅源击穿电压V(BR)GS
(3) 最大漏极电流IDM
(4) 最大漏极耗散功率PDM
第二章 基本放大电路
放大器构成及主要技术指标、放大器分析方法、三种组态放大器、场效应管放大器、多级放大器 。
本章主要内容：
前 进
返 回
2.1 放大的概念
1．信号：电流或电压。
信号放大时，放大的是信号的幅度，信号的频率不变。信号放大主要是利用三极管基极电流对集电极电流的控制作用(IC=βIb)或场效应管栅极电压对漏极电流的控制作用(Id=gmUgs)。
2．放大的概念
2 .2 .1 原理电路
主要元件——处于放大状态的三极管。
2.2 单管共发射极放大电路
为保证三极管的偏置，要加上直流电源。
为限流，应加上降压电阻。
为放大信号，加上信号源及输出端。
2 .2 .1 原理电路
主要元件——处于放大状态的三极管。
2.2 单管共发射极放大电路
为保证三极管的偏置，要加上直流电源。
为限流，应加上降压电阻。
为放大信号，加上信号源及输出端。
2 .2 .2 电路放大工作原理
2.2 单管共发射极放大电路
考虑到uCE = VCC - iCRC ，而VCC是固定不便的，则变化量ΔuCE = -ΔiCRC 。
ui
ΔuBE
ΔiB
uO
ΔiC =βΔiB
ΔuCE
2 .2 .3 实际放大器
2.2 单管共发射极放大电路
首先改成单电源供电，
再加上隔直电容，
共射放大器
习惯画成：
2 .2 .4 放大器构成原则
2.2 单管共发射极放大电路
1. 保证三极管发射结正偏、
集电结反偏(如右图所示)；
2. 欲放大信号能进入三极管中；
3. 所放大信号能传输到负载上。
电路举例
2.2 单管共发射极放大电路
×
×
×
×
×
×
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
1.放大倍数(增益)Au、Ai
3.非线性失真系数D
2.最大输出信号幅度Uom、Iom
4.输入电阻Ri
5.输出电阻Ro
6.通频带BW
7.最大输出功率Pom及转换效率η
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
1.放大倍数(增益)Au、Ai
Au=Uo / Ui
Ai=Io / Ii
Aus=Uo / Us
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
最大不失真输
出信号幅值。
2.最大输出信号幅度Uom、Iom
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
3.非线性失真系数D
输出信号 uo = u1 + u2 + u3 + …
其中， u1是基波， u2 、 u3 、…是谐波
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
4.输入电阻Ri
Ri=Ui / Ii
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
5.输入电阻Ro
实际测量时
Ro =(U′o/ Uo - 1)RL
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
6.通频带BW
BW = fH - fL
对于放大器，除分析静态量(直流量)，还要分析如下动态量(交流量)：
2.3 放大电路主要技术指标
η= Pom/PV
7.最大输出功率Pom及转换效率η
附：电路中有关符号规定
直 流 量：
大写字母、大写脚码 如 IB、UCE
交流瞬时量：
小写字母、小写脚码 如 ib、uce
交流有效量：
大写字母、小写脚码 如 Ib、Ucce
交直流总量：
小写字母、大写脚码 如 iB、uCE
放大器分析有静态分析和动态分析。其中动态分析最常用的方法有图解法(大信号)和等效电路法(小信号)。
2.4 放大电路基本分析方法
一.直流等效电路(直流通路)
2.4.1 放大器直流通路与交流通路
直流信号所通过的线路，用于分析直流量。
直流通路作法：断开隔直电容。
一.直流等效电路(直流通路)
2.4.1 放大器直流通路与交流通路
交流信号所通过的线路，用于分析交流量。
交流通路作法：短路隔直电容和直流电源。
2.4 放大电路基本分析方法
二.交流等效电路(交流通路)
在放大电路或其直流通路中，计算IB，UBE，IC，UCE 。
其中， UBE =
0.7V(Si管)或0.2V(Ge管)——当作已知量。
2.4.2 静态工作点的估算
2.4 放大电路基本分析方法
IB =(Vcc - UBE )/ RB ≈ Vcc / RB
IC =βIB
UCE = Vcc -ICRC
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
先利用估算法计算出IB，在输入特性曲线上作静态工作点Q，再在输出特性曲线上作出直流负载线uCE=VCC-iCRC，其与IB的交点及静态工作点Q，直流负载线的斜率为-1/RC
。
一．静态分析
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
先利用估算法计算出IB，在输入特性曲线上作静态工作点Q，再在输出特性曲线上作出直流负载线uCE=VCC-iCRC，其与IB的交点及静态工作点Q，直流负载线的斜率为-1/RC
。
一．静态分析
作出交流负载线(斜率为交流负载-1/RL′、过静态工作点Q)，
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
二．动态分析
作出交流负载线(斜率为交流负载-1/RL′、过静态工作点Q)，
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
二．动态分析
然后根据已知的输入信号[如ui=0.05sinωt(V)]，分别在输入特性、输出特性上的静态工作点附近得出动态范围，
作出交流负载线(斜率为交流负载-1/RL′、过静态工作点Q)，然后根据已知的输入信号[如ui=0.05sinωt(V)]，分别在输入特性、输出特性上的静态工作点附近得出动态范围，
根据动态范围作出输入输出波形，求出Au、Ai。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
二．动态分析
进而
作出交流负载线(斜率为交流负载-1/RL′、过静态工作点Q)，然后根据已知的输入信号[如ui=0.05sinωt(V)]，分别在输入特性、输出特性上的静态工作点附近得出动态范围，进而根据动态范围作出输入输出波形，求出Au、Ai。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
二．动态分析
1.估算IB，并在输入特性曲线上标出Q点；
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
图解法步骤小结：
2.在输出特性曲线上作直流负载线，并标出Q点；
3.在输出特性曲线上作交流负载线(斜率为-1/RL′,过Q点)；
4.根据已知条件在输入特性曲线上以静态工作点为中心确定输入电流动态范围(输入信号摆动范围)，作输入信号波形；根据输入电流摆动范围，找出交流负载线与输出特性曲线的两个交点，此为输出动态范围(输出信号摆动范围)，作输出信号波形。
5.计算Au、Ai。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
1.分析非线性失真
[设ii=20sinωt(uA) ]
(1)静态工作点过低，
出现截止失真。
解决办法：提高Q点，可减小RB。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
1.分析非线性失真
[设ii=20sinωt(uA) ]
(2)静态工作点过高，
出现饱和失真。
解决办法：降低Q点，可增大RB。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
1.分析非线性失真
[设ii=65sinωt(uA) ]
(3)输入信号过大，
出现饱和—截止失真。
解决办法：减小输入信号。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
2.分析放大
最大不失真
输出信号
(1)静态工
作点较高。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
2.分析放大
最大不失真
输出信号
(2)静态工
作点较低。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
2.分析放大器最大不失真输出信号
静态工作点在位于放大区中央最佳。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
3.分析电路参数对静态工作点的影响
(1)RB的影响
直流负载线不变。RB变大时IB减小，Q点下移，易出现截止失真；RB变小时IB减小，Q点上移，易出现饱和失真。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
3.分析电路参数对静态工作点的影响
(2)RC的影响
直流负载线与横轴交点不变，但与纵轴交点变化。RC变大交点下移，易出现饱和失真；RC变小时交点上移，易超出安全区。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
3.分析电路参数对静态工作点的影响
(3)VCC的影响
直流负载线平行移动。VCC变大时直流负载线右移，容易超出安全区；VCC变小时直流负载线左移，容易出现饱和失真。
2.4.3 图解法
2.4 放大电路基本分析方法
三．图解法应用
3.分析电路参数对静态工作点的影响
(4)β的影响
直流负载线不变，IB不变。但β变大时，Q点上移，易出现饱和失真；β变小时，Q点下移，易出现截止失真。
2.4.4 微变等效电路法
2.4 放大电路基本分析方法
一．共射三极管的等效电路
1.三极管的h参数表达式
υBE =f (iB，υCE)
iC = g(iB，υCE)
υbe = hre•ib + hre•υce
ic = hfe•ib + hoe•υce
求全微分并变换:
简化形式(有效值形式):
Ube =
hreIb Ic = hfe Ib
又表示为:
Ic =
βIb Ube= rbeIb
2.4.4 微变等效电路法
2.4 放大电路基本分析方法
一．共射三极管的等效电路
2.三极管h参数等效电路
由Ube=βIb 、Ic=rbeIb 得简化h参数等效电路：
其中，rbe = rbb′+(1 +β)26 / IE(mA)
而rbb′一般取300Ω，或由题意给出。
2.4.4 微变等效电路法
2.4 放大电路基本分析方法
二．放大器微变等效电路
在放大器交流通路中，将三极管用简化h参数等效电路替代：
2.4.4 微变等效电路法
2.4 放大电路基本分析方法
三．利用等效电路法分析放大器
先得出放大器的微变等效电路
计算电压放大倍数Au
Ui = Ib
rbe Uo = -βIb RL′
Au = Uo / Ui = -βRL′/ rbe
计算电流放大倍数Ai
Ii ≈ Ib Io
=βIb
Ai = Io / Ii =β
计算输入电阻Ri
Ri = rbe∥RB ≈ rbe
计算输出电阻Ro
Ro = RC
1.估算静态工作点；
微变等效电路法步骤小结：
2.估算rbe；
3.作放大器的交流通路；
4.用h参数等效电路替代三极管，得到放大器微变
等效电路；
5.解有关动态量。
2.4.4 微变等效电路法
2.4 放大电路基本分析方法
2.4.4 微变等效电路法
2.4 放大电路基本分析方法
四．射极偏置放大器计算
先得出放大器的微变等效电路
计算电压放大倍数Au
Ui = Ib rbe
+(1+β)IbRE Uo
= -βIb RL′
Au = Uo / Ui = -βRL′/[ rbe +(1+β)RE]
计算电流放大倍数Ai
Ii ≈ Ib Io
=βIb
Ai = Io / Ii =β
计算输入电阻Ri
Ri = Ui / Ii = [ rbe +(1+β)RE]∥RB
计算输出电阻Ro
Ro = RC
2.4.4 微变等效电路法
2.4 放大电路基本分析方法
四．射极偏置放大器计算
在该电路中，若发射极
接有隔直电容Ce，则分析结
果与无RE放大器结果相同：
Au = -βRL′/ rbe
Ai =β
Ri ≈ rbe
Ro = RC
2.4.4 微变等效电路法
2 .4 放大电路基本分析方法
射极偏置放大器有无射极旁路电容性能比较
Au = -βRL′/ rbe
Ai =β
Ri ≈ rbe
Ro = RC
Au = -βRL′/[ rbe +(1+β)RE] (变小)
Ai
=β (不变)
Ri = [ rbe
+(1+β)RE]∥RB (变大)
Ro =
RC (不变)
2.5.1 温度对放大器性能的影响
2.5 工作点稳定问题
温度变化时，放大器静态工作点不稳定，影响放大器的性能，严重时出现失真。
构成电路时必须做到：IR＞＞IB
一般，IR =(5--10)IB
2.5.2 工作点稳定电路
一．电路构成
二．静态工作点的稳定
T↑→IC↑→IE↑→UE↑→UBE↓→IB↓→IC↓
2.5 工作点稳定问题
UB = RB1VCC/(RB1+RB2)
UE = UB - UBE
2.5.2 工作点稳定电路
三．静态分析
IC ≈ IE = UE/RE
IB =IC/β
UCE = VCC - IC(RC + RE)
2.5 工作点稳定问题
2.5.2 工作点稳定电路
四．动态分析
Au = -βRL′/ rbe
Ai =β
Ri =
rbe∥RB≈rbe (RB = RB1∥RB2)
Ro = RC
若不带旁路电容CE
Au = -βRL′/[ rbe +(1+β)RE]
Ai =β
Ri = [ rbe +(1+β)RE]∥RB
Ro = RC
2.6 放大器三种基本组态
放大器有共发射极、共基极、共集电极三种基本组态，三种组态三极管h参数等效电路如下：
2.6 放大器三种基本组态
2.6.1 共集电极放大电路
一．静态分析(静态工作点)
由 IBRB + VBE +(1 + β )IB RE = VCC
得IB=(VCC-VBE)/[RB+(1+β)RE]
IC = βIB
UCE = VCC -(1 + β )IB RE
(射极输出器)
2.6 放大器三种基本组态
2.6.1共集电极放大电路
二．动态分析
2.6 放大器三种基本组态
2.6.1共集电极放大电路
二．动态分析
RB 较大，可忽略。
1. 电流放大倍数Ai
Ii ≈
Ib IO = -(1 + β)Ib
Ai = IO/Ii = -(1 + β)
2. 电压放大倍数Au
Ui = Ibrbe + (1 + β)IbRL′
UO =(1 + β)IbRL′
Au=UO/Ui=[rbe+(1+β)RL′ ]/(1+β)RL′≈1 ( 但A V＜1
)
2.6 放大器三种基本组态
2.6.1共集电极放大电路
二．动态分析
3. 输入电阻Ri
Ii≈Ib Ui=Ibrbe +(1+β)IbRL′
Ri=Vi/Ii=rbe+(1+β)RL′——较大
4. 输出电阻Ro
去掉RL、短路Us、暂不考虑RE
UO=(rbe+Rs´)Ib IO=(1+β)Ib
Ro=VO/Io=(rbe+Rs´)/(1+β)——较小
考虑到Ro与RE要并联,输出电阻更小。
2.6 放大器三种基本组态
2.6.1共集电极放大电路(射极输出器)
三．射极输出器特点
1. 电压放大倍数约等于1(＜1)
2. 输入电阻较大
3. 输出电阻较小
射极输出器多用于放大器前后级之间的阻抗变换，在多级放大器中，常将其用于输入级和输出级。
2.6 放大器三种基本组态
2.6.2 共基极放大电路
一．静态分析(静态工作点)
UB = RB1VCC/(RB1+RB2)
UE = UB - UBE
IC ≈ IE = UE/RE
IB =IC/β
UCE = VCC - IC(RC + RE)
2.6 放大器三种基本组态
2.6.2 共基极放大电路
二．动态分析
2.6 放大器三种基本组态
2.6.2 共基极放大电路
二．动态分析
1. 电流放大倍数Ai
Ii≈-Ie =
-(1+β)Ib IO= Ic = βIb
Ai= IO / Ii = -β /(1+β)= - α
2. 电压放大倍数Au
Ui = - Ibrbe
UO = - βIbRL′
Au = UO / Ui = βRL′/ rbe
2.6 放大器三种基本组态
2.6.2 共基极放大电路
二．动态分析
3. 输入电阻Ri
Ii= - (1+β)Ib
Ui = - Ibrbe
Ri= Ui/Ii = rbe/(1+β)——较小
4. 输出电阻Ro
Ro = Rc
2.6.3 三种组态放大器性能比较
Ai
Au
Ri
Ro
频率响应
β 大
-(1+β) 大
- α 小
- βRL′/ rbe 大
≈1 小
βRL′/ rbe 大
rbe 中
rbe+(1+β)RL′ 大
rbe/(1+β) 小
Rc 中
(rbe+Rs´)/(1+β)小
Rc 中
较 差
较 好
好
i
场效应管具有输入电阻高的特点，是电压控制器件，即用栅源电压uGS控制漏极电流iD。
2.7 场效应管放大电路
一.静态分析(Ui=0)
2.7.1 共源放大电路
G极绝缘 IG=0
1.估算法
UGS = VGG
ID = IDO(UGS / UT – 1)2
UDS = VDD - ID RD
一.静态分析(Ui=0)
直流负载线：
2.图解法
UDS = VDD – ID RD
直流负载线和UGS负载线的交点即为Q点。
2.7.1 共源放大电路
二.动态分析(等效电路法)
1.共源场效应管微变等效电路
利用全微分求得Ig、Id ：
2.7.1 共源放大电路
Ig =
0 Id = gm•Ugs + Uds/rDS
其中，
二.动态分析(等效电路法)
1.共源场效应管微变等效电路
2.7.1 共源放大电路
IG =
0 ID = gm•Ugs + Uds/rDS
rDS较大(几百kΩ 以上) ，可忽略
二.动态分析(等效电路法)
2. 微变等效电路分析场效应管放大器
2.7.1 共源放大电路
首先得出交流通路(直流电源短路)
二.动态分析(等效电路法)
2. 微变等效电路分析场效应管放大器
2.7.1 共源放大电路
首先得出交流通路(直流电源短路)
再得出放大器微变等效电路
二.动态分析(等效电路法)
2. 微变等效电路分析场效应管放大器
2.7.1 共源放大电路
首先得出交流通路(直流电源短路)
再得出放大器微变等效电路
求解动态量
Ui=Ugs
UO= - Id RD= - gmUgs RD
Au= UO / Ui RD= - gmRD
Ro = RD
一.静态分析
2.7.2 自偏压放大电路
1.估算法
UGS = R1 VDD/(R1 + R2) -ID RS
再有
ID = IDO(UGS / UT – 1)2
RG上电流为零
联立便得到ID 和 UGS
而 UDS = VDD - ID (RD + RS)
UGS
UDS
一.静态分析
先由 uGS = R1 VDD/(R1 + R2) -iD RS在转移特性上
作直流负载线，得到Q点，从而得出ID 、UGS
2.图解法
再由 uDS = VDD - iD (RD + RS)在输出特性上
作直流负载线，得到Q点，从而得出ID 、UDS
ID
UGS
ID
UDS
二.动态分析(等效电路法)
2.7.2 自偏压放大电路
首先得出交流通路(直流电源短路)
二.动态分析(等效电路法)
2.7.2 自偏压放大电路
首先得出交流通路(直流电源短路)
再得出放大器微变等效电路
二.动态分析(等效电路法)
2.7.2 自偏压放大电路
首先得出交流通路(直流电源短路)
再得出放大器微变等效电路
求解动态量
Ui=Ugs
UO= - Id RL′ = - gmUgs RL′
Au= UO / Ui RD= - gm RL′
Ri = RG + R1∥R2
Ro = RD
2.8 多级放大电路
一.阻容耦合
2.8.1 多级间耦合方式
2.8 多级放大电路
二.变压器耦合
2.8.1 多级间耦合方式
2.8 多级放大电路
三.直接耦合
2.8.1 多级间耦合方式
四. 直接耦合放大器中的两个问题
2.8.1 多级间耦合方式
1. 级间电平配置问题
采用如下几种方式来改进电路
前后级直接连接，静态工作点互相影响，如第二级的UBE=0.7V,则第一级的UCE=0.7V,致使第一级三极管饱和，整个电路不能正常放大。
四. 直接耦合放大器中的两个问题
2.8.1 多级间耦合方式
解决级间电平配置问题的方法
(1)后级射极偏置
提高UBE2(UCE1)
(2)采用PNP—NPN
管匹配使用
(3)前后级间接入稳
压管,提高前级UCE
四. 直接耦合放大器中的两个问题
2.8.1 多级间耦合方式
2. 零点漂移问题
三极管受温度、光照等因素影响，静态工作点发生变化，使得输入为零时，仍有缓慢变化(接近直流)输出信号存在，称为零点漂移现象。
零漂信号较小且频率较低，故对单级放大器、多级阻容耦合放大器和变压器耦合放大器的影响很小，不必考虑。但在多级直接耦合放大器中，该零漂信号会诸级传输并放大，最终有较大零漂信号输出，干扰了有效信号，必须加以抑制。
四. 直接耦合放大器中的两个问题
2.8.1 多级间耦合方式
抑制零点漂移的方法：
1.引入直流负反馈稳定静态工作点，减小零点漂移。
2.采用温控元件进行温度补偿，抑制零点漂移。
3.采用差动放大器，抵消零点漂移信号。
一. 多级电压放大倍数
2.8.2 多级放大器动态量求解
多级放大器前级的输出即是后一级的输入 Au = Au1 · Au2 · … ·
Aun
二. 多级输入电阻
多级放大器的输入电阻即是第一级的输入电阻 Ri=
Ri1
三. 多级输出电阻
多级放大器的输出电阻即是最后一级的输出电阻 RO=
R0n
四. 多级通频带
多级通频带比任一单级通频带都窄 BW ＜ BWi
多级放大器前后级关系
后级相当于前级的负载(后级的输入电阻Ri+1是前级的负载RLi)；
前级相当于后级的信号源(前级的输出电压UOi是后级的信号源电压USi+1，前级的输出电阻ROi是后级的信号源电阻RSi+1)。
多级放大器计算举例
如图所示两级放大器，三极管的β1、rbe1、 β2、rbe2均已知。
(1)估算两管的静态工作点；
(2)计算多级电压放大倍数、 输入电阻、输出电阻。
解：
(1)静态工作点计算(两管分别计算)
T1：
IB1 = VCC/ RB1
IC1=β1IB1
UCE1 = VCC - IC1 RC1
T2：
IB2 = VCC/ RB2
IC2=β2IB2
UCE2 = VCC – IC2 RC2
多级放大器计算举例
(2)动态量计算
第一级：
Au1 = －β1RL1′/ rbe1
其中，RL1′=RC1∥Ri2 =RC1∥rbe2
Ri1 =
rbe1 Ro1 = RC1
第二级：
Au2 = Asu2 = －β2RL2′ Ri2/ (Ri2 + Rs2)rbe2
其中，Rs2′ = RO1 =
RC1 RL2′ = RC2∥RL
Ri2 =
rbe2 Ro2 = RC2
两级之间：
Au = Au1 Au1 =β1β2RL1′ RL2′ / [ rbe1(rbe2 + RC1)]
Ri = Ri1 =
rbe1 Ro = Ro2 = RC2
第三章 放大电路的频率特性
频率响应的一般概念，三极管混合Π
参数等效电路，放大器的频率特性分析。
本章主要内容：
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3.1 频率特性概念
1．放大器频率特性曲线
放大器的放大倍数与所放大信号的频率有关：频率较小、较大时，放大倍数均变小、且相位随之变化，只有当频率适中(中频)时放大倍数为一常量。如下式所示。
频率特性曲线如下所示。
下限频率fL 上限频率fH 通频带BW = fH -
fL≈fH
2．放大器频率失真
当输入信号含有多个频率，不同频率信号放大倍数不同，可导致输出波形产生频率失真。
2．波特(Bode)图
波特图即对数频率特性图——可以在较小的视野内反映较大的频率变化情况。
放大器的幅频特性曲线采用波特图：横坐标是频率的对数lgf、纵坐标是电压放大倍数对数的20倍20lgAu——单位为分贝dB，而相频特性曲线纵坐标不采用对数。
(1)波特图
2．波特(Bode)图
Au增大10倍，相应的20lgAu增加20dB；
Au增大1倍，相应的20lgAu约增加6dB；
Au＞1，相应的20lgAu＞0；
Au＜1，相应的20lgAu＜0。
(2)Au与20lgAu的关系
3．R C高通电路
R C高通电路波特图
(1)f＞＞fL时，
20lgAu≈0dB；
(2)f＜＜fL时，
20lgAu≈20lg(f/fL)；
(3)f=fL时，
20lgAu=－3dB。
4．R C低通电路
R C低通电路波特图
(1)f＜＜fH时
20lgAu≈0dB；
(2)f＞＞fH时
20lgAu≈－20lg(f/fH)；
(3)f=fH时
20lgAu=－3dB。
波特图规律小结
(1)幅频特性规律
由两条直线构成：平行于横轴的直线及一条斜线，具体为：
1/(1-jf/fL)的波特图为两条直线——斜率为20dB/十倍频直线、平行水平轴的直线；1/(1+jfH/f)的波特图为两条直线——平行水平轴的直线、斜率为－20dB/十倍频直线。
上述二直线构成的波特图与实际幅频特性相比，最大误差为3dB，发生在fL或fH处。
波特图规律小结
(2)相频特性规律
由三条直线构成：平行于横轴的两条直线及一条斜线，具体为：
1/(1-jf/fL)的波特图为0°、90°两条平行水平轴的直线及斜率为－45°/十倍频的直线；1/(1+jfH/f)的波特图为0°、－90°两条平行水平轴的直线及斜率为45°/十倍频的直线。
上述三直线构成的波特图与实际相频特性相比，最大误差为5.71°，发生在fL或fH处。
3.2 三极管频率参数
1．β的波特图
三极管的β与频率有关，具体为β=β0/(1+jf/fβ)，fβ为三极管β下降至0.707β0时的频率。
2．几个频率参量
(1)共射截止频率fβ
β下降至0.707β0时的f值。
(2)特征频率fT
β下降至1时的f值。
(3)共基截止频率fα
α下降至0.707α0时的f值。
(4)关系
fT =β0 fβ
fα=(1+β0) fβ
fβ＜fT＜fα
3.3 单级放大器频率特性
1．三级管混合π参数等效电路
三极管内部的实际体现。
(1)混合π参数等效电路
(2)简化混合π参数等效电路
r′b c 、rce较大，可略去。再用密勒定理变换，得到下图所示的简化混合π参数等效电路：
Cb’e≈gm/(2πfT) K=-gmRC
(3)π参数等效电路与h参数等效电路的对比
中低频时，电容影响忽略，简化混合π参数等效电路即化为简化h参数等效电路：
rb’e=(1+β)26/IE gm=β/rb’e≈IE/26
2．几个频率参量
(1)共射截止频率fβ
β下降至0.707β0时的f值。
(2)特征频率fT
β下降至1时的f值。
(3)共基截止频率fα
α下降至0.707α0时的f值。
(4)关系
fT =β0 fβ
fα=(1+β0) fβ
fβ＜fT＜fα
2．阻容耦合单管放大器频率特性
放大电路如右图所示，其混合π参数等效电路如下图所示：
(1)中频特性
C1容抗较小看作短路；极间电容容抗较大看作开路：
(2)低频特性
略去C′和
(K-1)Cb’e/K
(3)高频特性
电容C1可略去，并用戴维南定理将电路等效为：
(4)频率特性波特图
全部频段的放大倍数课近似表示为：
波特图如右所示：
3.3 多级放大器频率特性
多级放大倍数与各单级放大倍数关系为：
这种关系决定了多级放大器通频带比每一级的通频带都窄。
两级放大倍数与单级放大倍数波特图对比
第四章 集成运算放大器
集成电路、差动放大器、集成运算放大器。
本章主要内容：
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4.1 集成电路概念
1．集成电路分类
(1)按元器件集成度分为：
小规模集成电路(100个元件以内)SSI
中规模集成电路(100----1000个元件)MSI
大规模集成电路(1000---100000个元件)LSI
超大规模集成电路(100000个以上元件)VLSI。
现在集成度已达到数千亿。
在一小块硅片上做出许多个元件并将其联结成电路。
1．集成电路分类
(2)按制造工艺分为：
膜集成电路、半导体集成电路和混合集成电路三种。
(3)按有源器件类型分为：
双极性集成电路、单极性集成电路和混合型集成电路三种。
(4)按电路功能分为：
模拟集成电路、数字集成电路、接口集成电路和特殊集成电路四种。
2．常见芯片封装形式
3．集成电路特点
(1)集成电路为多级直接耦合放大器
(2)由于体积所限，只能集成电阻、晶体管等器件，不能集成电容、电感等较大体积器件
(3)元器件参数对称稳定
(4)所制阻值不能太大(几十千欧以内)
(5)往往用三极管或场效应管代替大电阻
集成运算放大器是常用的模拟集成电路。
4.2 集成运放基本组成部分
电路由输入级、中间级、输出级构成。
输入级采用差动放大器，中间级由一般放大器构成，输出级多为功率输出器，偏置电路则由电流源组成。
1．偏置电路
(1)镜像电流源
IR=(VCC－UBE1)/R
IB1=IB2=IB
则IC2=IC1=IR－2IB=IR－2IC/β
IC2=IR/(1+2/β)≈IR=(VCC－UBE1)/R
IC2、IR之间的关系如同镜像一样。
1．偏置电路
(2)比例电流源
IE1R1=IE2R2
IC1R1≈IC2R2
IC2=IC1R1/R2≈1R R1/R2
IC2、IR之间有比例关系。
1．偏置电路
(3)微电流源
UBE1－UBE2=IE2RE≈IC2RE
由二极管方程IE≈IC=IS(e在RE不大的情况下，得到很小的电流IC2
UBE1－UBE2=IE2RE≈IC2RE
IE≈IC=IS(eUBE /UT－1)≈ISeUBE /UT
IS1=IS2 则UTlgIC1/IC2≈IC2RE
当IC1和RE已知时，可求出IC2——IC2可以很小。
2．差分输入级
(1)基本差动放大器
由双管构成最简单差分放大器
当双端输出信号时，零点漂移为零。
RB较大，常忽略。
(2)两种输入信号
差摸信号Ud：一对大小相等、极性相反的信号。
共摸信号UC :一对大小相等、极性相同的信号。
(3)电压放大倍数
差模放大倍数
UO1=Au1Uid1=
Au1Ui/2 UO2=Au2Ui2=Au1Uid2= -Au1Ui/2
Ad=( UO1- UO2)/( Uid1- Uid2) = UO/Ui= Au1
共模放大倍数
AC=( UO1- UO2)/UiC
共模抑制比
KCMR= Ad / AC
(4)长尾式差动放大电路
静态分析：
短路交流，可得到
IBRS+UBE+(1+β)IB(2RE+RW/2=VEE)
可计算出IB 而IC= βIB
则UC=VCC-ICRC
差模动态分析：
将双管拆分为单管问题。
Uo1 = -βRL’Uid/[RS+rie+(1+β)RW /2] = -Uo2
Aud=-βRL’/[RS+rie+(1+β)RW/2]
Aud1= Aud/2
Rid=
RS+rie+(1+β)RW/2 RO = 2RC RO1
= RC
共模动态分析：
将双管拆分为单管问题。
Uo1=Uo2=-βRL’Uic/[RS+rie+(1+β)(RW /2+2RE)]
Auc=(Uo1– Uo2)/Uic=0
Auc1=Uo1–/Uic≈- RC / 2RE
共模抑制比
CMRR = Ad/Ac
双端输出CMRR = Ad/Ac = Ad/0 = ∞
单端输出CMRR1 = Ad1/Ac1 ≈ βRE
/(RS+rie)
(5)带恒流源差动放大电路
静态分析：
UB≈﹣R1VCC/(R1 + R2)
则 UE3=UB–UBE3≈UB
IC3≈IE3=VE3/R3 IC1≈IC2≈IC3/2
IB1=IB2IC1/β UC1=UC2=VCC–IC1RC
差模动态分析：
恒流源不起作用，可认为不存在(短路)，分析结果同常尾差放。
(6)单端输入方式
等效为双端差摸输入工作方式。其结果与差模双端输入结果相同。
(7)四种输入-输出方式
双端输入—双端输出
双端输入—单端输出
单端输入—双端输出
单端输入—单端输出
3．功率输出级
(1)功率放大器
ui正半周T1导通、T2截止，
ui负半周T1截止、T2导通。
为互补对称电路。详见第九章。
(2)复合三极管
为提高三极管的放大倍数，将两只三极管连结起来，组成复合三极管。
三极管复合的原则是各极电流方向一致。
有四种复合方式
(2)复合三极管
复合三极管类型同第一只管子。
同类型复合：β≈β1β2 、 r be ≈ r be1+ (1+β1)rbe2
异类型复合：β≈β1β2 、 r be ≈ rbe1
(3)过载保护电路
当负载电流过大时，流经三极管的电流也增大，会烧坏管子。为此，增加过载保护电路——将增大的电流分流，以保护管子。
常用的电路有二极管保护和三极管保护两种电路。
1 .理想运放特性
(1)开环电压放大倍数Auo＝∞
(2)差摸输入电阻Rid＝∞
(3)输出电阻Ro＝0
(4)共摸抑制比CMRR＝∞
(5)工作性能稳定
4.2 集成运放基本组成部分
2 .两条重要推论
(1) 运放的反相端和同相端电位相同
V+ = V-
4.2 集成运放基本组成部分
(2)运放两输入端的输入电流均为0
I+ = I- = 0
第五章 反馈放大器
反馈概念、反馈作用、反馈放大器分析计算
本章主要内容：
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5.1 反馈概念
1．反馈概念
将放大器的输出信号(电压或电流)通过一定方式回送到输入回路的过程叫反馈。
原输入信号 Xi
反馈信号 Xf
输入端信号：
输出信号 Xo
输出端信号：
反馈系数
F=Xf/Xo 反映了反馈的强弱
开环放大倍数 A=Xo/Xi′ 基本放大器放大倍数
闭环放大倍数 Af=Xo/Xi 反馈放大器放大倍数
2．反馈放大器有关参量
有以下几种分类方式：
(1)从Xi′和Xi大小来分：正反馈、负反馈
3．反馈类型
(2)反馈信号类型来分：交流反馈和直流反馈
(3)从输出端反馈取样来分：电压反馈和电流反馈
(4)从Xi′和Xi连接来分：串联反馈和并联反馈
16种反馈类型
本章主要学习四种类型的交流负反馈放大器:
电压串联负反馈放大器
电压并联负反馈放大器
电流串联负反馈放大器
电流并联负反馈放大器
反馈类型举例
交流 电压 并联 正 反馈
(1)交流电压并联正反馈放大器
直流 电流 串联 负 反馈
(2)直流电流串联负反馈放大器
反馈放大器
反馈放大器
交流
电压
并联
正
反馈
反馈放大器
反馈放大器
反馈放大器
反馈放大器
反馈放大器
反馈放大器
(1)输入端信号规定
3．负反馈放大器信号单位量纲(规定)
串联反馈：采用电压(Ui 、Uf 、Ui′)
并联反馈：采用电流(Ii、 If 、Ii′)
(2)输出端信号规定
电压反馈：采用电压(Uo)
电流反馈：采用电流(Io)
(1)电压串联负反馈
4．负反馈放大器四种组态
Uf = R1Uo / (R1+RF ) Fu = Uf
/ Uo = R1/ (R1+RF )
某因素→Uo↑→Uf↑→Ui’↓→Uo↓ 由此，输出电压稳定——电压负反馈稳定输出电压。
(2)电压并联负反馈
4．负反馈放大器四种组态
If =－Uo/RF Fg = If / Uo =
－1/RF
某因素→Uo↑→If↑→Ii’↓→Uo↓ 由此，输出电压稳定——电压负反馈稳定输出电压。
(3)电流串联负反馈
4．负反馈放大器四种组态
Uf =IoRF Fr = Uf / Io = RF
某因素→Io↑→Uf↑→Ui’↓→Io↓ 由此，输出电流稳定——电流负反馈稳定输出电流。
(1)电流并联负反馈
4．负反馈放大器四种组态
UR3=Io(R3∥RF) If= (0－Uo) /RF=－R3Io/ (R3+RF )
Fi = If / Io =－R1/ (R1+RF )
某因素→Io↑→If↑→Ii’↓→Io↓ 由此，输出电流稳定——电流负反馈稳定输出电流。
5．反馈一般表达式
Af = A /(1+FA)
(1)∣1+FA∣＞1 , 则Af＜A , 为负反馈,
(2)∣1+FA∣＜1 , 则Af＞A , 为正反馈,
(3)∣1+FA∣＝0 , 则Af＝∞,那么Ui = 0 时,仍有
输出Uo存在——自激振荡器。
(1)反馈一般表达式
(2)说明
6．深度负反馈
D＝∣1+FA∣＞＞1，称为深度负反馈。
此时，Af≈1/F
7．反馈类型的判断方法
(1)有无反馈的判断
直接观察法：若输入回路和输出回路间有联接元件,则有反馈,否则无反馈。
(2)交流直流反馈的判断
直接观察法:观察反馈信号是交流还是直流。
(3)电压电流反馈的判断
短路输出端法：短路输出端，若反馈消失，则原反馈为电压反馈；否则，则原反馈为电流反馈。
7．反馈类型的判断方法
(4)串联并联反馈的判断
短路输入端法：短路输入端，若反馈消失，则原反馈为并联反馈；否则，则原反馈为串联反馈。
一般情况下，直接反馈到放大器输出端的为并联反馈；否则为串联反馈。
(5)正负反馈的判断
瞬时极性法：从前至后依次标出诸三极管各极极性，再比较原输入信号和净输入信号的大小。若净输入信号小为负反馈，否则为正反馈。
反馈类型的判断举例
直流电流并联负反馈
交流电压串联负反馈
5.2 负反馈对放大器性能的影响
1．提高放大倍数的稳定性
负反馈放大器是以降低放大倍数为代价换取对其性能改善的。
对Af = A /(1 + FA)两边求导：
dAf/dA =(1+FA – FA)/(1+FA)2 = 1/(1+FA)2
则dAf = dA /(1+FA)2 ,两边同除于式Af = A /(1 + FA)
得到：dAf /Af = 1/(1 + FA)dA/A
引进负反馈后，放大倍数的稳定性提高了1 + FA倍
2．减小非线性失真
引进负反馈后，非线性失真减小了1 + FA1 + FA倍
定性分析：
3．展宽通频带
通频带展宽1 +FA倍。
4．改变输入输出电阻
仅与反馈在输入端的联接形式有关。
(1)对输入电阻的改变
串联负反馈增大输入电阻 Rif =(1+FA)Ri
并联负反馈降低输入电阻 Rif = Ri/(1+FA)
仅与反馈在输出端的联接形式有关。
(2)对输出电阻的改变
电压负反馈降低输出电阻 降低1+FA倍
电流负反馈增大输出电阻 增加1+FA倍
5.3 负反馈放大器的分析
1．利用Af≈1/ F估算
仅介绍深度负反馈放大器的估算法。
此方法多用于电压串联负反馈放大器电压放大倍
数的估算。
首先在电路中求反馈系数求F，再利用Af ≈ 1/F
求放大倍数Af。
2．利用Xf≈ Xi
多用于除电压串联负反馈以外的负反馈放大器
电压放大倍数