模电-模电第六章
模电第六章知识点总结

模电第六章知识点总结一、运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)1. 运算放大器的基本概念:运算放大器是一种主要用于进行信号放大、滤波、比较、积分等运算的集成电路。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益、高共模抑制比和宽带宽等特点。
2. 运算放大器的基本结构:运算放大器通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器提供了高增益和高输入阻抗,而输出级则提供了低输出阻抗和大功率放大。
3. 运算放大器的理想特性:理想的运算放大器具有无穷大的输入阻抗、零的输入偏置电压、无穷大的增益、无限带宽和零的输出阻抗。
4. 运算放大器的实际特性:实际的运算放大器会受到限制,例如有限的共模抑制比、有限的带宽、输入偏置电压和温度漂移等。
5. 运算放大器的虚短片段模型:运算放大器可以用虚短片段模型来进行分析,其中将输入端和输出端分别连接到地和反馈节点,其他端口则可以忽略。
6. 运算放大器的常见应用:运算放大器常用于反馈放大电路、比较器电路、积分电路、微分电路、滤波电路等。
7. 运算放大器的反馈模式:运算放大器的反馈模式主要包括正反馈和负反馈。
负反馈可以稳定放大器的增益和频率特性,而正反馈则会增加放大器的增益和非线性失真。
二、电压比较器1. 电压比较器的基本概念:电压比较器是一种将两个电压进行比较,并输出相应逻辑电平的集成电路。
它通常具有高增益、快速响应和高输出驱动能力等特点。
2. 电压比较器的工作原理:电压比较器通过将两个输入电压进行比较,当一个电压高于另一个电压时,输出为高电平;反之则为低电平。
3. 电压比较器的应用:电压比较器广泛应用于电压检测、开关控制、信号处理、电压测量和触发器等领域。
总结:模电第六章主要介绍了运算放大器和电压比较器的基本概念、工作原理、特性和应用。
掌握这些知识点,可以为我们设计和分析各种电路提供基础。
同时,对于提高我们的工程能力和电子技术水平也是非常有用的。
模电课后答案-第六章课后答案

第六章答案负反馈放大电路1.试通过反馈的组成框图说明反馈的概念和特点。
反馈:就是将电路的输出电压(或电流)的一部分(或全部),通过一定的电路元件(反馈网络),以一定的方式送回到输入端,以影响输入电压(或电流)的过程。
图反馈放大电路的组成框图反馈必须包括正向传输的基本放大电路部分和将输出信号反馈回输入端的反向传输部分形成的闭环回路,反馈体现了输出信号对输入信号的反作用。
其中x i为输入信号,x o为输出信号,x f为反馈信号,x id为输入信号与反馈信号进行比较求和后得到的净输入信号。
所以有:x id=x i-x f 或x id=x i+x f,前者使净输入量减小,称为负反馈;反者使净输入量增大,称为正反馈。
2.什么是正反馈、负反馈?如何判断放大电路的正、负反馈?负反馈:引入的反馈信号x f削弱了原来输入信号x i,使净输入信号x id减小,增益|A|下降。
负反馈多用于改善放大器的性能。
正反馈:引入的反馈信号x f加强了原来输入信号x i,使净输入信号x id增大,增益|A|上升。
正反馈多用于振荡电路。
判断正、负反馈常采用“瞬时极性法”。
瞬时极性法的思路是:先假定放大电路的输入信号在某一瞬间有一个正极性的变化,用符号“+”(或↑)表示,然后从输入到输出逐级标出放大电路各点的瞬时极性或有关支路电流的瞬时流向,再得到反馈信号的极性。
最后判断反馈信号是增强还是削弱了净输入信号,如果削弱,则是负反馈,反之则是正反馈。
3.什么是电流反馈、电压反馈?如何判断?它们的作用是什么?反馈信号的采样对象是输出电压,称为电压反馈。
反馈信号的采样对象是输出电压,称为电压反馈。
电压反馈和电流反馈的判断方法可以用“输出短路法”,即假设输出电压v o=0,即令输出端交流负载短路(R L=0),若反馈信号仍然存在,则说明反馈信号与输出电压无直接关系,证明是电流反馈,否则为电压反馈。
4.什么是串联反馈、并联反馈?如何判断?串联反馈:反馈信号是串接在输入回路中,与输入信号在输入回路以电压相加减形式决定净输入电压,即v id=v i-v f。
清华杨素行第三版模电第6章

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7. 差模输入电阻 rid
rid的定义是rid =
Δ UId Δ IId
用以衡量集成运放向信号源索取电流的大小。
8. 共模抑制比KCMR
它的定义是KCMR = 20lg
Aod Acd
用以衡量集成运放抑制温漂的能力。
9. 最大共模输入电压 UIcm 集成运放输入端所能承受的最大共模电压。
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第三节 集成运放的基本组成部分
偏置电路 差分放大输入级 中间级 输出级
下页 总目录
集成运放的基本组成部分
克服零 点漂移
提供电压 放大倍数
输入级
中间级
提供负载所 需功率及效
率
输出级
偏置电路
集成运放的基本组成
向各放大级 提供合适的
偏置电流
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一、偏置电路
镜像电流源是最简单、最基本的电流源,而比例电流源和微电流源都是在镜 像电流源的基础上,稍加变化、发展而得到的。
上页 下页 首页
10. 最大差模输入电压 UIdm 集成运放反相输入端与同相输入端之间能够承受的最 大电压。
11. -3dB带宽 fH Aod下降 3dB 时的频率。
12. 单位增益带宽 BWG
Aod降至 0dB 时的频率。 13. 转换速率 SR 在额定负载条件下,输入一个大幅度的阶跃信号时, 输出电压的最大变化率,单位为V/μs。
1. 镜像电流源
+VCC
IREF
VCC - UBE1 R
IC2
I REF
1 1
2
当β >>2 时
R 2IB
IC1 IB1
模电 第6章

uo ui ±UZ R1 R -+ + R2
∞
uo
R1
思考题:如何计算上下限? 思考题:如何计算上下限?
(6-27)
§6.4 精密整流电路
一、线性检波(半波整流 )电路 线性检波 半波整流 电路
普通半波整流电路的缺陷: 普通半波整流电路的缺陷:
D
ui ~
-
+
+ RL -
uo
1. 由于硅二极管的正向导通电 压不小于 0.5V ,当 Ui 小于 1V 时, UO 误差很大。 误差很大。 2. 二极管作为一个半导体元件, 二极管作为一个半导体元件, 它很容易受到温度的影响, 它很容易受到温度的影响, 它还具有非线性特性。 它还具有非线性特性。
(6-23)
R2 R1 ui + U om = 0 R1 + R2 R1 + R2
R ui R1
-+ + R2
∞
uo
uo
Uom
上下门限电压: 上下门限电压:
UL
UH
R1 UH = U om R2 R1 UL = − U om R2
0
-Uom 传输特性曲线
ui
(6-24)
2. 加上参考电压后的上行迟滞比较器 当uo= -UOM时: UR ui R1 R -+ + R2
(6-9)
二、 若ui从反相端输入
uo
+Uom
UR
+
∞
+
ui
uo
-Uom
0
UR
ui
当ui < UR时 , uo = +Uom 当ui >UR时 , uo = -Uom
模电课件 第六章

c2 c1
i +
V1
V2
c1
u-id
I
-UEE
I
I
I
ic1 1 ic 2 ic1
uBE 2 uBE 1
1 e UT
uid
1 e UT
I
I
I
ic 2 1 ic1 ic 2
uBE 1 uBE 2
1 e UT
uid
1 eUT
第六章 集成运算放大器电路原理
iC1,iC2 I
iC2
iC1
I
Ir
Ir
第六章 集成运算放大器电路原理 多集电极晶体管镜像电流源
3.比例电流源
第六章 集成运算放大器电路原理
UBE1 IE1R1 UBE2 IE2R2 U BE1 U BE 2
IE1R1 IE2R2
IC2
IE2
R1
I E1
R1 R2
Ir
Ir
UCC U BE1 Rr R1
4.微电流电流源
第六章 集成运算放大器电路原理
第六章 集成运算放大器电路原理
iC1,iC2
第六章 集成运算放大器电I 路原理
iC2 Q
iC1
I 2
iC1
iC2
6 UT 4 UT2 UT 0 2UT 4UT 6UT uid
可见,增益AU正比于恒流源电流I。那 么,改变I就可以控制增益。
如果使I受到另外一个信号ub的控制, 那么就可以实现信号的相乘。
)(UGS
UGSTH )2
W1
W2
L1
L2
IO W2 / L2 Ir W1 / L1
二. CMOS共源放大第器六章 集成运算放大器电路原理
第六章 集成运算放大器电路原理 三.CMOS差动放大器
模电课件第六章负反馈技术new

2019/90/3 .01
1000 模电课件a3(-225o)
相位补偿原理与技术
补偿电容Cφ值的计算:kk
f1'
2 ( R01
1 Ri 2 )(C
C01
Ci2 )
C
1
2f1'( R01
Ri2 )
A( j )
10000
(1 j f )(1 j f )(1 j f )
B Xf if 1
Xo
uo
RF
Auf
uO ui
uO is R1
Af
1 R1
1 1 B R1
RC1
if
R1
RF
RC2 RC3
RF R1
2019/9/3
+ R1 u-i
ii id
is =ui/R1
模电课件
R1 Rem
+EC + -uO
Re3
-EE
反馈组态:电压并联负反馈
uO RF
R1
Auf
uO ui
RF
uO
uO RF
R1
RC1
if
R1
+ u- i
ii id
RF
RC2 RC3 R1
+EC + -uO
Re3
R1
Rem -EE
2019/9/3
模电课件
【例4】电路的级间反馈满足深度负反馈条件,试
估算电路的闭环电压增益。 令输入端口断路
反馈组态 电压串联负反馈
20Tl(gjT() jdB) dB
20lg A( j) dB
《模拟电路第六章》PPT课件

4. 电压反响和电流反响的判断
+
仅受基极电流的控制
反响电流
电路引入了电流负反响
引入电压负反响稳定输出电压,引入电流负反响稳定 输出电流!
5. 串联反响和并联反响的判断
在输入端,输入量、反响量和净输入量以电压的方式 叠加,为串联反响;以电流的方式叠加,为并联反响。
uF
iNiIiF
反响放大电路可用方 框图表示。
要研究哪些问题?
放大电路输出量的一局部或全部通过一定的方式引回到 输入回路,影响输入,称为反响。
怎样引回
是从输出 电压还是 输出电流 引出反馈
多少 怎样引出
影响放大电路的输入 电压还是输入电流
2. 正反响和负反响
引入反响后其变化是增大? 还是减小?
引入反响后其变化是 增大?还是减小?
uDuIuF
引入了并联反响
引入了串联反响
分立元件放大电路中反响的分析
图示电路有无引入反响?是直流反响还是
交流反响?是正反响还是负反响?假设为交
流负反响,其组态为哪种?
作用?
_
1. 假设从第三级 射极输出,那么电 路引入了哪种组态
+
+
+
+
的交流负反响? 2. 假设在第三级的
_
uF
_
射极加旁路电容, 那么反响的性质有
通过R3引入的是局部反响
通过R4引入的是级间反响 通常,重点研究级间反响或称总体反响。
二、交流负反响的四种组态
1. 电压反响和电流反响
描述放大电路和反响网络在输出端的连接方
式,即反响网络的取样对象。
将输出电压的一局部
或全部引回到输入回路来
模电第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计

相频响应
arctg
1 0 /
0 / Q
2
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
三、二阶Sallen-Key带通滤波器
高通
反馈
设 Y 1 1/ R 1
Y2 1 R2 Y3 sC3 Y4 sC4 Y5 1 R5
得到二阶有源带通滤波电路
5、设计有源滤波器比设计LC滤波器更具灵活性,也可得到电 压增益。
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
4.滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分,例 如,有一个较低频率的信号,其中包含一些较高频率 成分的干扰。滤波过程如图所示。
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
稳态响应
H ( j ) H (0 ) 1 jQ 0 0
幅频响应
H ( j ) H (0 ) 1 Q2 0 0
2
相频响应
arctgQ
低通
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
A1 A0 通带 O 测评 通带 阻带 阻带
有源带通滤波电路可理解为
由低通和高通串联得到
1
1 低通特征角频率 1 R1C 1 1 高通特征角频率 2 R2 C 2
必须满足
A2 A0
阻 碍 阴
通带 阻 碍 测评 O 2 阴 阻 碍 A A0 阴 通带 阻带 O 阻 碍
低通(LPF) 高通(HPF) 带通(BPF) 带阻(BEF) 全通(APF)
第六章
基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
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1 Rf
闭环增益Af称为闭环互阻增益Arf (量纲为欧姆)
ii
iid
Arf
vo ii
is
Rs
if
基本放大 电路 Ar
+
vo RL
-
(+)
(+) if
Rf
vi
-
R1 ii iid
A
+
(-) vo
反馈网络Fg
RL
(a)
(b)
ii
iid
is
Rs
if
基本放大 电路 Ar
+ vo RL -
反馈网络Fg
(-)
Xf 反馈网络
反馈信号
F
AF=Xo / Xi
负反馈放大器 AF称为闭环放大倍数
A称为开环 放大倍数
•
Xo 输出信号
反馈:
•
•
F
Xf
•
Xo
F称为反馈系数
例6.1 判断下图所示四个电路是否引入反馈?
R
R
vi
+
vi
+
A
vo
-
A
-
vo
(a)
R vi
+ A
-
R1
vo
R1
vi
- A1
+
(c)
R1
Rf
(b) R2
Rs
+
+ v_id
基本放大 电路A
xo
-vf
+ vi
串联反馈和并联反馈可以通过反 v_s
+ 反馈网络
馈此信时号与反输馈入信信号号与的输连接入方信式上
_ v_f
F
直观号地是判断电:压相加减的关系。
•点若并叠反联加馈反,信馈以号形:与成反输输入馈入信信端号号电在与压不加输同减 is 关系入,信则号是串加联在反放馈大;电路输
ui 输入量
T
ube
反馈量
uf
反uf馈量
T
ube
输入量
ui 若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射
极,则为并联反馈。此时反馈信号与输入信号是电流相加
减的关系。 ii
输入量
iid T
iid Tif 反馈量
反馈if量
ii 输入量
例题:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还 是并联反馈。
R1
ui
Rb2
-
T
+
u f
-
ic Re
RL
+
u
o
-
RS
+
uS -
+
ui
-
+
+VCC
T C2
+
+
uf Re RL
uo
-
-
基本放大电路
R
vi
+
vo
vid
A
Rb1
Rc1
+VCC
Rc2
C2
+
-
T1
T2
vf R1
R2 反馈网络
RL
+ vo -
+ C1 vi Rb2
-
vf
Re1
Rf 反馈
vo Re2 RL
-
(a)
(b)
TT
ic Re
RL
++
.
u
R
o L
-
uo -
可见,净输入量减小,放大倍数减小,所以是负反馈。
判定方法——“瞬时极性法”
对于串联反馈:输入量与
反馈量作用在不同的两点 上,若输入量与反馈量的
Rs
+
+ v_d
基本放大 电路A
xo
瞬时极性相同为负反馈, 瞬时极性相反为正反馈。
+ vi
v_s
+ 反馈网络
_ v_f
输u入i 量uiduu+-
+ -
A
∞
+
输 ui入量uiduu-+
- +
A
∞
+
反馈量
uf
反馈量
uf
若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并
联反馈。 if
反馈量
输入量
ii
u-
iuid+
- +
A
∞
+
ii
输入量
u-
iiud+
- +
A
∞
+
i 反馈量 f
对于三极管电路:
若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极 则为串联反馈。此时反馈信号与输入信号是电压相加减的 关系。
io
+ v_O
RL
xi+
xd 基本放大
_+
电路A
xf
反馈网络 F
+
vO RL _
实际电路中还可根据反馈电路与输出信号的连接方式直观地判断: 反馈网络与输出端直接相连的是电压反馈,否则是电流反馈。
例题:试判断下列电路中引入的反馈是电压 反馈还是电流反馈。
+VCC
Rb1
Rc
Cb2
Rb
Cb1
C1
+
+
u i
-
R2 C
(a)
R vi
R1
+ A
-
Rf
(c)
R
+
vo
vi
A
-
vo
R1
C
Rf
(b)
vo R1
vi
R2 C1
R3
-
R4
A1
+
vo1
R5 C2
-
A2
+
vo
R6
R7 (d)
3. 电压反馈与电流反馈——根据输出端取样方式
电压反馈:反馈信号的大小 电流反馈:反馈信号的大
与输出电压成比 例。
小与输出电流成比 例。
F
对于并联反馈:输入量与反 馈量作用在同一点上,若反
ii id
馈元件两端瞬时极性相反为 is Rs
if
基本放大 电路A
xo
负反馈,瞬时极性相同为正
反馈。
反馈网络 F
注意元器件输入输出极性的判断方法。
三极管:
基极b (+)
ui
集成运放
集电极c (-)
发射极e (+)
反相输入端u- - 同相输入端u+ +
C1 if
Rc Rf
+VCC C2
+
(+)
ii
ib
is
Rs
if
+
T1 RL'
vo
T1
Rs
ii ib
vo RL
+
vs -
-
-
RL'=Rc//RL Rf
(a)
(b)
三.电流并联负反馈
反馈电流:
if
io
R1 Rf R1
iid = ii -if
这种组态下的开环增益A称为开环电流增益Ai Ai
反馈系数F称为电流反馈系数Fi
反馈电压:vf=ioR1
vid = vi -vf
这种组态下的开环增益A称为开环互导增益
Ag
io vid
反馈系数F称为互阻反馈系数
Fr
vf io
R1
闭环增益Af称为闭环互导增益Agf (量纲为西门子)
Agf
io vi
io
基本放大电路
(+)
+
+ vid
Rs
-
vi
+
+
vs -
-
vf -
R3
-
A2
+
vo
R4
R5 (d)
*** 反馈的分类和判断
1.本级反馈与级间反馈
本级反馈——反馈只存在于某一级放大器中
级间反馈——反馈存在于两级以上的放大器中
例
R c1 R b1
+VCC R c2
Cb1
+V
ui
-V
+ u be -
T1 Rf
+
uf
-
R e1
T2 Cb2
+
RL uO
R e2
-
本级反馈
级间反馈
一. 电压串联负反馈
反馈电压:
vf
vo
R1 R1 R f
vid = vi -vf
这种组态下的开环增益A称为开环电压增益Av Av
反馈系数F称为电压反馈系数Fv
Fv
vf vo
R1 R1 Rf
vo vid
闭环增益Af称为闭环电压增益Avf(无量纲)
Avf
vo vi
基本放大电路
R (+)
+
+ vid
+
+
u i
Rb2
-
+
+VCC Rc
Cb2
T
RL
+
u
o
Re IC Ce
-
正向传输——信号从输入端到输出端的传输
反馈——将电路的输出回路的电量(电压或电流),通过一定
的元件(反馈网络),以一定的方式送回输入回路的过程。
二. 几个基本概念
1. 开环与闭环
正向传输——信号从输入端到 输出端的传输
反向传输——信号从输 出端到输入端的传输
Cb2
T
RL
+
u
o
Re IiCc Ce
-
交流工作性能。
+
直 交流反馈
例:判断下图中有哪些反馈回路,是交流反馈还是直流反馈。