模拟电路第五章
模拟电子技术电子教案第五章负反馈放大电路教案
5.负反馈放大电路【重点】反馈的基本概念与分类，负反馈的一般表达式。
【难点】负反馈的一般表达式。
5.1 反馈的基本概念与分类5.1.1 反馈的概念反馈是把放大电路输出信号的部分或者全部，通过一定的方式回送到输入端来影响输入量的过程。
有反馈的放大电路称为反馈放大电路。
5.1.2 反馈的分类1.正反馈与负反馈f i ix'f i i x x x -='2.电压反馈与电流反馈电压反馈是指反馈信号取自输出电压。
电流反馈是指反馈信号取自输出电流。
3.并联反馈与串联反馈并联反馈是指输入信号与反馈信号以电流方式叠加（并联）。
串联反馈是指输入信号与反馈信号以电压方式叠加（串联）。
反馈类型分为电压串联反馈、电压并联反馈、电流串联反馈和电流并联反馈四种。
4.交流反馈与直流反馈当反馈信号仅在交流通路中存在，就是交流反馈，它只影响放大电路的交流性能；当反馈信号仅在直正向传输反馈放大电路框图并联反馈与串联反馈类型框图b.串联反馈a.并联反馈U I I流通路中存在，就是直流反馈，它只影响放大电路的直流性能；若反馈信号在交、直流通路中都存在，则称为交直流反馈，它将影响放大电路的交、直流性能。
5.本级反馈与级间反馈只在一级放大电路内部的反馈称为本级反馈。
级与级之间的反馈称为级间反馈。
5.1.3 负反馈的一般表达式反馈系数 ofx x F =净输入信号 f i i x x x -=' 开环放大倍数 i ox x A '=则有反馈放大电路闭环放大倍数为 AF Ax x A x x x A x x A +='+=+''==11i f fi i i o f 令D =1+AF ，则DA A =f D 称为做反馈深度，它是反映反馈强弱的重要物理量。
【重点】放大电路反馈的极性、类型判断。
【难点】放大电路反馈的极性、类型判断。
5.2 负反馈放大电路（1（2（3（4（5 5.2.1 电压串联负反馈5.2.2 电流串联负反馈电流串联负反馈＋V CCu u oR L CC＋－u u o 集成运放构成的电压串联负反馈R fu o ＋ －集成运放构成的电流串联负反馈u iR fu o5.2.3 电压并联负反馈5.2.4 电流串联负反馈电流并联负反馈＋V CCu uo 电压并联负反馈＋V CCu u o 集成运放构成的电压并联负反馈u iR fu o ＋ －集成运放构成的电流并联负反馈u iu oR 3【重点】放大电路反馈的极性、类型判断。
《模拟电子技术基础》第三版习题解答第5章 放大电路的频率响应
仅供个人使用，请勿用于商业目的第五章放大电路的频率响应自测题一、选择正确答案填入空内。
（1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是。
A.输入电压幅值不变，改变频率B.输入电压频率不变，改变幅值C.输入电压的幅值与频率同时变化（2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是。
A.耦合电容和旁路电容的存在B.半导体管极间电容和分布电容的存在。
C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适（3）当信号频率等于放大电路的fL 或fH时，放大倍数的值约下降到中频时的。
A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍即增益下降A.3dBB.4dBC.5dB相位关系是。
与U （4）对于单管共射放大电路，当f ＝ fL时，U ioA.＋45˚B.－90˚C.－135˚的相位关系是。
与U 当f ＝ fH时，UioA.－45˚B.－135˚C.－225˚解：（1）A （2）B，A （3）B A （4）C C本文档仅供参考第五章题解－1仅供个人使用，请勿用于商业目的二、电路如图T5.2所示。
已知：VCC＝12V；晶体管的Cμ＝4pF，fT = 50MHz，rbb'＝＝80。
试求解：（1）中频电压放大倍数；（2）C'；（3）fH和fL；（4）画出波特图。
图T5.2解：（1）静态及动态的分析估算：br26mVEQ∥RgIEQT本文档仅供参考第五章题解－2 仅供个人使用，请勿用于商业目的' （2）估算：（3）求解上限、下限截止频率：∥∥∥（4）在中频段的增益为频率特性曲线如解图T5.2所示。
解图T5.2本文档仅供参考第五章题解－3 仅供个人使用，请勿用于商业目的三、已知某放大电路的波特图如图T5.3所示，填空：＝ dB，＝。
（1）电路的中频电压增益20lg|Au mu m（2）电路的下限频率fL≈ Hz，上限频率fH≈ kHz.＝。
模拟电子技术课后习题答案第五章负反馈放大电路答案
习题5-1 交流负反馈可以改善电路哪些性能？ 解：提高了放大倍数的稳定性、减小非线性失真、展宽频带、变输入和输出电阻 5-2 分析图5-14电路中的反馈： （1）反馈元件是什么？ （2）正反馈还是负反馈？ （3）直流、交流还是交直流反馈？ （4）本级反馈还是极间反馈？ 解：a R 1构成反馈网络、负反馈、直流反馈、本级反馈。
b R E 构成反馈网络、负反馈、直流反馈、本级反馈。
c R 3构成反馈网络、负反馈、交直流反馈、本级反馈。
R 6构成反馈网络、负反馈、交直流反馈、本级反馈。
R 7、C 构成反馈网络、负反馈、交流反馈、极间反馈。
5-3 试判断图5-15的反馈类型和极性。
解：a 电流并联负反馈。
b 电流串联正反馈。
au iR 1u oCb ＋V CCu 图5-14 习题5-2图u iu oc5-4 由集成运放组成的反馈电路如图5-16所示，试判断反馈类型和极性。
解：图5-15 习题5-3图CCu u oabL CC＋ －u o cCC＋ －u u o d＋V CCu u o u io R 2bu iu ocu iu o＋ －图5-16 习题5-4图c 电流并联负反馈。
5-5 图5-17中，要达到以下效果，反馈电阻R f 在电路中应如何连接？ （1）希望稳定输出电压； （2）希望稳定输出电流； （3）希望增大输入电阻； （4）希望减小输出电阻。
解：（1）如图，引入R f1。
（2）如图，引入R f2。
（3）如图，引入R f1。
（4）如图，引入R f1。
5-6 如图5-18中，希望稳定输出电流、减小输入电阻，试在图中接入相应的反馈。
解： 如图。
图5-17 习题5-5图RL ＋ －u u o 图5-18 习题5-6图2u iRL ＋ －u u o 2u i5-7 有一电压串联负反馈放大电路，放大倍数A =1000，反馈系数F =0.1，求闭环放大倍数，如果放大倍数A 下降了20%，则此时的闭环放大倍数又为多少？解：9.91.010*******1f ≈⨯+=+=AF A AA 下降20%时，闭环放大倍数的相对变化量为A dA AF A dA ⋅+=11f f =%10120%)20(1011-=-⋅ 94.79.9%)101201()1(f f f f ≈⨯-=+='A A dA A 5-8 有一负反馈放大电路，其开环增益A =100，反馈系数F =0.01，求反馈深度和闭环增益各为多少？解： D =1+AF=25001.010011001f =⨯+=+=AF A A5-9 有一负反馈放大电路，当输入电压为0.01V 时，输出电压为2V ，而在开环时，输入电压为0.01V ，输出为4V 。
[模拟电子技术]-第五章自我检测题参考答案
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第五章自我检测题参考答案一、填空题1.乙类互补对称功放的效率比甲类功放高得多，其关键是静态工作点低。
2.由于功放电路中功放管常常处于极限工作状态，因此选择功放管时要特别注意P CM ， I CM 和U (BR)C EO 三个参数。
3.设计一个输出功率为20W 的扩音机电路，若用乙类OCL 互补对称功放电路，则应选P cm 至少为4W 的功放管两只。
二、判断题1.乙类互补对称功放电路在输出功率最大时，管子的管耗最大。
(×)2.功放电路的效率是拷输出功率与输入功率之比。
(×)3. 乙类互补对称功放电路在输入信号为零时，静态功耗几乎为零。
(√)4只有当两只三极管的类型相同时才能组成复合管。
(×)5.OCL 电路中输入信号越大，交越失真也越大。
(×)6.复合管的β值近似等于组成它的各三极管β值的乘积。
(√)三、选择题1.功率放大器的输出功率大是(C )。
A.电压放大倍数大或电流放大倍数大B.输出电压高且输出电流大C.输出电压变化幅值大且输出电流变化幅值大2.单电源(＋12)供电的OTL 功放电路在静态时，输出耦合电容两端的直流电压为(C )。
A.0VB.+6VC.+12V3.复合管的导电类型(NPN 或PNP)与组成它的(A )的类型相同。
A.最前面的管子B.最后面的管子C.不确定4. 互补对称功放电路从放大作用来看，(B )。
A.既有电压放大作用，又有电流放大作用B.只有电流放大作用，没有电压放大作用C.只有电压放大作用，没有电流放大作用5.甲乙类OCL 电路可以克服乙类OCL 电路产生的(A )。
A.交越失真B.饱和失真C. 截止失真D.零点漂移四、一单电源供电的OTL 功放电路，已知V CC =20V ，R L =8Ω，U CE(sat)忽略不计，估算电路的最大输出功率，并指出功率管的极限参数P CM 、 I CM 、U (BR)CEO 应满足什么条件？解：OTL 功放电路W 25.6W 8102121212L 2om =∙=⎪⎭⎫ ⎝⎛∙=R V P CC W 25.1W 25.62.02.0om CM =⨯=≥P PV 20V 20CC (BR)CEO ＝＝V U ≥A 25.1A 82202L CC CM =⨯=≥R V I第五章 习题参考答案5.1判断题1.功率放大倍数A P ＞1，即A u 和A i 都大于1。
模拟电路5.习题解答
A u
第五章 放大电路的频率响应
5.4
已知某放大电路的幅频特性如图P5.4所示。试问：
(1)该电路的耦合方式；
(2)该电路由几级放大电路组成； (3)当f=104Hz时，附加相移为多少？ 当f=105Hz时，附加相移以约为多少？
解： （1）直接耦合； （2）三级； （3）当f＝104Hz时， φ’＝－135o； 当f＝105Hz时， φ ’＝－270o 。
第五章 放大电路的频率响应
第五章 放大电路的频率响应
习题解答
第五章 放大电路的频率响应
5.2已知某放大电路的波特图如图P5.2所示，试写出AU的表达式。 解：设电路为基本共射放大电路， 其频率特性表达式如下：
32 (1
10 f )(1 j 5 ) jf 10 3.2j f 或Au f f (1 j )(1 j 5 ) 10 10
1 16 Hz 2 π Rs C s 1 1 1.1MHz ' ' 2 π(Rs ∥ RG )C GS 2 πRs C GS 12 .4 ( j
' ' C GS C GS (1 g m RL )C GD 72 pF
fH
f ) 16 A us f f (1 j )(1 j ) 6 16 1.1 10
(2)波特图如右图
第五章 放大电路的频率响应
5.14 电路如图P5.14所示，已知Cgs=Cgd=5pF， C1=C2=Cs=10μ F， gm=5mS，试求fH、、fL各约为多少，并写出Aus Ri ' ' ( g m RL ) g m RL 12 .4 Rs Ri
第五章 放大电路的频率响应
模拟电路第五章知识点总结
第五章 放大电路反馈原理与稳定化基础一、反馈放大器的基本概念 1.反馈极性与反馈形式负反馈：与输入叠加后输入幅值降低。
正反馈：与输入叠加后输入幅值升高。
主反馈：从多级电路的末级向输入级的输入回路的反馈。
局部反馈：多级电路中主反馈之外的反馈环路。
直流反馈：电路中直流电压或直流电流的反馈。
交流反馈：交流或动态信号的反馈。
2.理想反馈方块图和基本反馈方程式表征放大电路的输出量X o 、输入量X i （或X s ）和反馈量X f 之间关系的示意图统称方块图。
理想方块图是指：①信号只沿箭头方向传输，即信号从输入端到输出端只通过基本放大电路，而不通过反馈网络；②信号从输出端反馈到输入端只通过反馈网络而不通过基本放大电路。
基本反馈方程式：()()()()1()()o f i X s A s A s X s A s B s ==+3.环路增益和反馈深度开环增益()A s 与反馈系数()B s 的乘积称为环路增益：()()()T s A s B s = 反馈深度：()1()1()()=+=+F s T s A s B s4.负反馈放大器的分类电压并联负反馈：iRF电流串联负反馈：RL 电压串联负反馈：v R LR电流并联负反馈：i LR二、负反馈对放大器性能的影响 1.闭环增益的稳定性闭环增益稳定性比开环增益稳定性提高到（1AB +）倍2.输入电阻串联负反馈能使闭环输入电阻if R 增加到开环输入电阻i R 的1AB +倍； 并联负反馈能使闭环输入电阻R if 减小到开环输入电阻R i 的11AB+。
（或者说减小1AB +倍，注意说法区别）3.输出电阻电压负反馈使闭环输出电阻of R 降低到其开环输出电阻o R 的11so A B+；（或者说减小1AB +倍，注意说法区别）电流负反馈能使闭环（从末级晶体管的输出电极向反馈放大电路看入的等效）输出电阻R of 增大到(1)ss A B +倍。
4.信号源内阻对负反馈放大器性能的影响信号源内阻越小，串联负反馈效果越好；if fs f s ifR A A R R =+信号源内阻越大，并联负反馈效果越好。
电路与模拟电子技术(第二版第五章习题解答
第五章 电路的暂态分析5.1 题5.1图所示各电路在换路前都处于稳态，求换路后电流i 的初始值和稳态值。
解：（a ）A i i L L 326)0()0(===-+，换路后瞬间 A i i L 5.1)0(21)0(==++ 稳态时，电感电压为0， A i 326==（b ）V u u C C 6)0()0(==-+， 换路后瞬间 02)0(6)0(=-=++C u i 稳态时，电容电流为0， A i 5.1226=+=（c ）A i i L L 6)0()0(11==-+，0)0()0(22==-+L L i i 换路后瞬间 A i i i L L 606)0()0()0(21=-=-=+++ 稳态时电感相当于短路，故 0=i（d ）2(0)(0)6322C C u u V +-==⨯=+ 换路后瞬间 6(0)63(0)0.75224C u i A ++--===+(a)(b)(d)(c)C2ΩL 2+6V -题5.1图i稳态时电容相当于开路，故 A i 12226=++=5.2 题5.2图所示电路中，S 闭合前电路处于稳态，求u L 、i C 和i R 的初始值。
解：换路后瞬间 A i L 6=，V u C 1863=⨯= 06=-=L R i i031863=-=-=C L C u i i0==+R C L Ri u u ，V u u C L 18-=-=5.3 求题5.3图所示电路换路后u L 和i C 的初始值。
设换路前电路已处于稳态。
解：换路后，0)0()0(==-+L L i i ，4mA 电流全部流过R 2，即(0)4C i mA +=对右边一个网孔有：C C L u i R u R +⋅=+⋅210由于(0)(0)0C C u u +-==，故2(0)(0)3412L C u R i V ++==⨯=5.4 题5.4图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i 、i L 和 u L 。
模拟电子技术第五章场效应管及其放大电路
况，称为预夹断。源区 而未夹断沟道部分为低阻，因
的自由电子在VDS电场力 的作用下，仍能沿着沟
此，VDS增加的部分基本上降落 在该夹断区内，而沟道中的电
道向漏端漂移，一旦到 场力基本不变，漂移电流基本
达预夹断区的边界处， 不变，所以，从漏端沟道出现
就能被预夹断区内的电 场力扫至漏区，形成漏
预夹断点开始， ID基本不随VDS
VDS ＝ VD － VS =VDD－IDRD－ VS
二、小信号模型
iD Kn vGS VT 2
Kn VGSQ vgs VT 2
漏极信号 电流
Kn VGSQ VT 2 2Kn VGSQ VT vgs Knvg2s
Kn
VGSQ
VT
2 gmvgs
K
nv
2 gs
IDQ id
3. 最大漏源电压V(BR)DS
指发生雪崩击穿时，漏极电流iD急剧上升时的vDS。与vGS有关。
4. 最大栅源电压 V(BR)GS
指PN结电流开始急剧增大时的vGS。
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算 2. 小信号模型分析 3. MOSFET 三种基本放大电路比较
产生谐波或 非线性失真
λ= 0
λ≠ 0
共源极放大电路
例题5.2.4:
电路如图所示，设VDD=5V， Rd=3.9kΩ， VGS=2V， VT=1V， Kn=0.8mA/V2，λ=0.02V-1。试当管工作在饱和区时，试确定电路 的小信号电压增益。
例题5.2.5:
电路如图所示，设Rg1=150kΩ，Rg2=47kΩ，VT=1V，Kn=500μA/V2，λ=0， VDD=5V，-VSS=-5V， Rd=10kΩ， R=0.5kΩ， Rs=4kΩ。求电路的电压增益和 源电压增益、输入电阻和输出电阻。
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5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET
2. V-I 特性曲线及大信号特性方程
iD IDS(S1vVGPS)2
iD IDO(vVGTS1)2 （N沟道增强型）
5.1.3 P沟道MOSFET
5.1.4 沟道长度调制效应
实际上饱和区的曲线并不是平坦的
修正后 iD K n (v G S V T )2(1v D)S IDO (vVG TS1)2(1vDS)
② 可变电阻区 vDS≤（vGS－VT）
iD2 K n(v G S V T )v DS
rdso
dvDS diD
1 vGS常数 2Kn(vGSVT)
rdso是一个受vGS控制的可变电阻
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程
（1）输出特性及大信号特性方程 ③ 饱和区 （恒流区又称放大区）
vGS >VT ，且vDS≥（vGS－VT） V-I 特性：
IDK n(VG SVT)2 V D SV DD ID R d
验证是否满足 V D S(V G SV T) 如果不满足，则说明假设错误
再假设工作在可变电阻区 即 V D S(V G SV T)
ID 2 K n(v G S V T )v DS
V D SV DD ID R d
例：设Rg1=60k，Rg2=40k，Rd=15k， VDD=5V， VT=1V， Kn0.2mA /V2 试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源 电压VDSQ 。 解： V G S Q R gR 1gR 2g 2V DD 64 040 05V 2V 假设工作在饱和区
2K n(vG SV T) 2 KniD
其中
Kn
nCox 2
W L
各类绝缘栅场效应三极管的特性曲线
N
沟
道
增绝ຫໍສະໝຸດ 强 型缘栅场P
效
沟 道
应增
管
强 型
Sect
N 沟 道 耗 尽
绝型
缘
栅
场P
效沟 道
应耗
管
尽 型
Sect
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算
0.1 V1 L
L的单位为m
当不考虑沟道调制效应时，＝0，曲线是平坦的。
5.1.5 MOSFET的主要参数
一、直流参数
1. 开启电压VT （增强型参数） 2. 夹断电压VP （耗尽型参数） 3. 饱和漏电流IDSS （耗尽型参数） 4. 直流输入电阻RGS （109Ω～1015Ω ）
二、交流参数
5 场效应管放大电路
5.1 -氧化物-半导体（MOS）场效应管 5.2 MOSFET放大电路 5.3 结型场效应管（JFET）
场效应管的分类：
FET 场效应管
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
JFET 结型
增强型
耗尽型 N沟道 P沟道
N沟道 P沟道 N沟道 P沟道
耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道
2. 小信号模型分析
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算 （1）简单的共源极放大电路（N沟道）
共源极放大电路
直流通路
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算
（1）简单的共源极放大电路（N沟道）
VGS Rg1Rg2Rg2VDD
须满足VGS > VT ，否则工作在截止区 假设工作在饱和区，即 V D S(V G SV T)
当vDS增加到使vGD=VT 时，
在紧靠漏极处出现预夹断。
在预夹断处：vGD=vGS-vDS
=VT
2. 工作原理
（2）vDS对沟道的控制作用 预夹断后，vDS 夹断区延长
沟道电阻 ID基本不变
2. 工作原理 （3） vDS和vGS同时作用时
给定一个vGS ，就有一条不同 的 iD – vDS 曲线。
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程
（1）输出特性及大信号特性方程
iD f(vDS) vG Scon s t.
① 截止区 当vGS＜VT时，导电沟道尚 未形成，iD＝0，为截止工 作状态。
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （1）输出特性及大信号特性方程
iD f(vDS) vG Scon s t.
1. 输出电阻rds
rds
vDS iD
VG S
NMOS增强型rds[Kn(vGS VT)2]11 iD
当不考虑沟道调制效应时，＝0，rds→∞
5.1.5 MOSFET的主要参数
二、交流参数
2. 低频互导gm
gm
iD vGS
VDS
考虑到 iDKn(vGS VT)2
(vGSVT)
iD Kn
则 gmviG DSVDS[Kn(v G vG S S VT)2]VDS
当vGS≤0时
无导电沟道， d、s间加 电压时，也无电流产生。
当0<vGS <VT 时
产生电场，但未形成导电沟 道（感生沟道），d、s间加电压 后，没有电流产生。
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用
当vGS >VT 时
在电场作用下产生导电沟道，d、 s间加电压后，将有电流产生。
vGS越大，导电沟道越厚
VT 称为开启电压
2. 工作原理
（2）vDS对沟道的控制作用
当vGS一定（vGS >VT ）时， vDSID 沟道电位梯度
靠近漏极d处的电位升高 电场强度减小 沟道变薄
整个沟道呈楔形分布
2. 工作原理
（2）vDS对沟道的控制作用
当vGS一定（vGS >VT ）时， vDSID 沟道电位梯度
5.1 金属-氧化物-半导体 （MOS）场效应管
5.1.1 N沟道增强型MOSFET 5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET 5.1.3 P沟道MOSFET 5.1.4 沟道长度调制效应 5.1.5 MOSFET的主要参数
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
剖面图
S GD
耗尽层
N+
N+
P 型衬底 (掺杂浓度低)
B
在硅绝片缘用表层金扩面上属散生喷铝的一金引方层属出法薄铝 S引iO出源2栅制绝极极作缘S两层G和个漏N极区D
符号
S — 源极 Source G — 栅极 Gate D — 漏极 Drain
D
B G
S
通常衬底与源极接在一起使用。
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 （1）vGS对沟道的控制作用
iDKn(vGS VT)2
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程
（2）转移特性
iD f(vGS) vDScon s t.
iD
v
IDO(
GS
VT
1)2
5.1.2 N沟道耗尽型MOSFET
1. 结构和工作原理（N沟道）
二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子 可以在正或负的栅源电压下工作，而且基本上无栅流