模电第五章
绝缘栅场效应管
特点
单极型器件(一种载流子导电)；
输入电阻高； 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 成本低。
5.3 结型场效应管
一、结构
D 漏极
耗尽层 (PN 结)
符 号
P 型区 栅极 G
N
P+ 型 P+
沟 道
N
在漏极和源极之间加 上一个正向电压，N 型半 导体中多数载流子电子可 以导电。
导电沟道是 N 型的，
UGS = 0，UDG < U P，ID 较大。 UGS < 0，UDG < U P ，ID 较小。
注意：当 UDS > 0 时，耗尽层呈现楔形。
(c) D ID
(d)
D ID
G PP+ +
P+
VDD
G PP++
P+
VDD
N
VGG
S
IS
VGG
S
IS
UGS < 0,UDG = |UP|, ID更小, 预夹断 UGS ≤UP ,UDG > |UP|,ID 0,夹断
S VGG (b) UGS < 0
G
P+
P+
S VGG (c) UGS = UP
2. 在漏源极间加正向 VDD，使 UDS > 0，在栅源间加负 电源 VGG，观察 UGS 变化时耗尽层和漏极 ID 。
(a)
D ID
(b)
D ID
G P+ N
P+
VDD
G PP++ N P+
VDD
S
VGG
S
IS
IS
N型硅棒
S 源极
称 N 沟道结型场效应管。
N 沟道结型场效应管结构图
P 沟道场效应管
D
P
N+ 型 N+
G
沟
道
P 沟道场效应管是在 P 型硅棒的两侧做成高掺 杂的 N 型区(N+)，导电沟 道为 P 型，多数载流子为 空穴。
D
G
S P 沟道结型场效应管结构图
S 符号
二、工作原理
N 沟道结型场效应管用改变 UGS 大小来控制漏极电
三、极限参数
1. 漏极最大允许耗散功率 PDM 由场效应管允许的温升决定。漏极耗散功率转化为 热能使管子的温度升高。
2. 漏源击穿电压 U(BR)DS 当漏极电流 ID 急剧上升产生雪崩击穿时的 UDS 。
3. 栅源击穿电压U(BR)GS 场效应管工作时，栅源间 PN 结处于反偏状态，若 UGS > U(BR)GS ，PN 将被击穿，这种击穿与电容击穿的 情况类似，属于破坏性击穿。
(1) 改变 UGS ，改变了 PN 结中电场，控制了 ID ，故称场效应管； (2)结型场效应管栅源之间加反向偏置电压，使 PN 反偏，栅极 基本不取电流，因此，场效应管输入电阻很高。
三、特性曲线
1. 转移特性(N 沟道结型场效应管为例)
VGG
+
mA
ID
G
D
+
+
V UG
S
V UDS
S
ID f (UGS) UDS 常 数
5.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应 管由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半
二、交流参数
1. 低频跨导 gm
用以描述栅源之间的电压 UGS 对漏极电流 ID 的控 制作用。
gm
ΔI D ΔUGS
UDS 常数
单位：ID 毫安(mA)；UGS 伏(V)；gm 毫西门子(mS)
2. 极间电容
这是场效应管三个电极之间的等效电容，包括 CGS、 CGD、CDS。 极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。一 般为几个皮法。
可达 107 以上。如希望得到更高的输入电阻，可采用绝 缘栅场效应管。
场效应管的主要参数
一、直流参数
1. 饱和漏极电流 IDSS 为耗尽型场效应管的一个重要参数。
2. 夹断电压 UP 为耗尽型场效应管的一个重要参数。
3. 开启电压 UT 为增强型场效应管的一个重要参数。
4. 直流输入电阻 RGS 输入电阻很高。结型场效应管一般在 107 以上，绝 缘栅场效应管更高，一般大于 109 。
第5章 场效应管放大电路
5.1 金属-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）放大电路 5.5 各种放大器件电路性能比较
场效应三极管（FET）
只有一种载流子参与导电，且利用电场效应来控制 电流的三极管，称为场效应管，也称单极型三极管。
结型场效应管 场效应管分类
ID
I DSS
(1
UGS )2 UP
(当 U P ≤ UG S ≤ 0 时)
2. 漏极特性
ID/mA IDSS
UP
O uGS/V
转移特性
当栅源 之间的电压 UGS 不变时，漏极电流 ID 与漏源 之间电压 UDS 的关系，即
ID f (UDS ) UGS常 数
2. 漏极特性
VGG
+
mA
ID
G
D
ID/mA UDS = 15 V
ID/mA UDS = 常数 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
UGS = 0 0.4 V
0.8 V 1.2 V 1.6 V
1.5 1 0.5 0 UGS /V 0 5 10 15 20 25 UDS /V
在漏极特性上用作图法求转移特性
结型场效应管栅极基本不取电流，其输入电阻很高，
UGS = 0 ，ID 最大； ID
VDD
UGS UGS
愈负，ID 愈小； = UP，ID 0。
IDSS
特性曲线测试电路
UP
O UGS
转移特性
两个重要参数
夹断电压 UP (ID = 0 时的 UGS) 饱和漏极电流 IDSS(UGS = 0 时的 ID)
1. 转移特性
结型场效应管转移特
性曲线的近似公式：
UGS = 0 时，耗 尽层比较窄， 导电沟比较宽
D ID = 0
UGS 由零逐渐增大， 耗尽层逐渐加宽，导 电沟相应变窄。
D ID = 0
当 UGS = UP，耗尽层 合拢，导电沟被夹断， 夹断电压 UP 为负值。
D ID = 0
G
N
P+ 型 P+
沟
道
S
(a) UGS = 0
G
N
P+ 型 P+
沟
道
+
+
V UG
S
V UDS
S
特性曲线测试电路
ID/m预可A夹变断轨U迹DS恒流UG区S UP 击穿区
电阻区 UGS = 0V
IDSS/V
-1
-2
VDD
-3
-4
-5 -6
O UP 8V
UDS /V
漏极特性
漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和击穿 区。
场效应管的两组特性曲线之间互相联系，可根据漏 极特性用作图的方法得到相应的转移特性。
流 ID 的。
耗尽层
D 漏极
*在栅极和源极之间
加反向电压，耗尽层会变
栅极
G
N
P+ 型 P+
沟 道
N
S 源极
宽，导电沟道宽度减小， 使沟道本身的电阻值增大， 漏极电流 ID 减小，反之， 漏极 ID 电流将增加。
*耗尽层的宽度改变 主要在沟道区。
1. 设UDS = 0 ，在栅源之间加负电源 VGG，改变 VGG 大小。观察耗尽层的变化。
特点
单极型器件(一种载流子导电)；
输入电阻高； 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 成本低。
5.3 结型场效应管
一、结构
D 漏极
耗尽层 (PN 结)
符 号
P 型区 栅极 G
N
P+ 型 P+
沟 道
N
在漏极和源极之间加 上一个正向电压，N 型半 导体中多数载流子电子可 以导电。
导电沟道是 N 型的，
UGS = 0，UDG < U P，ID 较大。 UGS < 0，UDG < U P ，ID 较小。
注意：当 UDS > 0 时，耗尽层呈现楔形。
(c) D ID
(d)
D ID
G PP+ +
P+
VDD
G PP++
P+
VDD
N
VGG
S
IS
VGG
S
IS
UGS < 0,UDG = |UP|, ID更小, 预夹断 UGS ≤UP ,UDG > |UP|,ID 0,夹断
S VGG (b) UGS < 0
G
P+
P+
S VGG (c) UGS = UP
2. 在漏源极间加正向 VDD，使 UDS > 0，在栅源间加负 电源 VGG，观察 UGS 变化时耗尽层和漏极 ID 。
(a)
D ID
(b)
D ID
G P+ N
P+
VDD
G PP++ N P+
VDD
S
VGG
S
IS
IS
N型硅棒
S 源极
称 N 沟道结型场效应管。
N 沟道结型场效应管结构图
P 沟道场效应管
D
P
N+ 型 N+
G
沟
道
P 沟道场效应管是在 P 型硅棒的两侧做成高掺 杂的 N 型区(N+)，导电沟 道为 P 型，多数载流子为 空穴。
D
G
S P 沟道结型场效应管结构图
S 符号
二、工作原理
N 沟道结型场效应管用改变 UGS 大小来控制漏极电
三、极限参数
1. 漏极最大允许耗散功率 PDM 由场效应管允许的温升决定。漏极耗散功率转化为 热能使管子的温度升高。
2. 漏源击穿电压 U(BR)DS 当漏极电流 ID 急剧上升产生雪崩击穿时的 UDS 。
3. 栅源击穿电压U(BR)GS 场效应管工作时，栅源间 PN 结处于反偏状态，若 UGS > U(BR)GS ，PN 将被击穿，这种击穿与电容击穿的 情况类似，属于破坏性击穿。
(1) 改变 UGS ，改变了 PN 结中电场，控制了 ID ，故称场效应管； (2)结型场效应管栅源之间加反向偏置电压，使 PN 反偏，栅极 基本不取电流，因此，场效应管输入电阻很高。
三、特性曲线
1. 转移特性(N 沟道结型场效应管为例)
VGG
+
mA
ID
G
D
+
+
V UG
S
V UDS
S
ID f (UGS) UDS 常 数
5.1 金属-氧化物-半导体（MOS）场效应 管由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半
二、交流参数
1. 低频跨导 gm
用以描述栅源之间的电压 UGS 对漏极电流 ID 的控 制作用。
gm
ΔI D ΔUGS
UDS 常数
单位：ID 毫安(mA)；UGS 伏(V)；gm 毫西门子(mS)
2. 极间电容
这是场效应管三个电极之间的等效电容，包括 CGS、 CGD、CDS。 极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。一 般为几个皮法。
可达 107 以上。如希望得到更高的输入电阻，可采用绝 缘栅场效应管。
场效应管的主要参数
一、直流参数
1. 饱和漏极电流 IDSS 为耗尽型场效应管的一个重要参数。
2. 夹断电压 UP 为耗尽型场效应管的一个重要参数。
3. 开启电压 UT 为增强型场效应管的一个重要参数。
4. 直流输入电阻 RGS 输入电阻很高。结型场效应管一般在 107 以上，绝 缘栅场效应管更高，一般大于 109 。
第5章 场效应管放大电路
5.1 金属-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）放大电路 5.5 各种放大器件电路性能比较
场效应三极管（FET）
只有一种载流子参与导电，且利用电场效应来控制 电流的三极管，称为场效应管，也称单极型三极管。
结型场效应管 场效应管分类
ID
I DSS
(1
UGS )2 UP
(当 U P ≤ UG S ≤ 0 时)
2. 漏极特性
ID/mA IDSS
UP
O uGS/V
转移特性
当栅源 之间的电压 UGS 不变时，漏极电流 ID 与漏源 之间电压 UDS 的关系，即
ID f (UDS ) UGS常 数
2. 漏极特性
VGG
+
mA
ID
G
D
ID/mA UDS = 15 V
ID/mA UDS = 常数 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
UGS = 0 0.4 V
0.8 V 1.2 V 1.6 V
1.5 1 0.5 0 UGS /V 0 5 10 15 20 25 UDS /V
在漏极特性上用作图法求转移特性
结型场效应管栅极基本不取电流，其输入电阻很高，
UGS = 0 ，ID 最大； ID
VDD
UGS UGS
愈负，ID 愈小； = UP，ID 0。
IDSS
特性曲线测试电路
UP
O UGS
转移特性
两个重要参数
夹断电压 UP (ID = 0 时的 UGS) 饱和漏极电流 IDSS(UGS = 0 时的 ID)
1. 转移特性
结型场效应管转移特
性曲线的近似公式：
UGS = 0 时，耗 尽层比较窄， 导电沟比较宽
D ID = 0
UGS 由零逐渐增大， 耗尽层逐渐加宽，导 电沟相应变窄。
D ID = 0
当 UGS = UP，耗尽层 合拢，导电沟被夹断， 夹断电压 UP 为负值。
D ID = 0
G
N
P+ 型 P+
沟
道
S
(a) UGS = 0
G
N
P+ 型 P+
沟
道
+
+
V UG
S
V UDS
S
特性曲线测试电路
ID/m预可A夹变断轨U迹DS恒流UG区S UP 击穿区
电阻区 UGS = 0V
IDSS/V
-1
-2
VDD
-3
-4
-5 -6
O UP 8V
UDS /V
漏极特性
漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和击穿 区。
场效应管的两组特性曲线之间互相联系，可根据漏 极特性用作图的方法得到相应的转移特性。
流 ID 的。
耗尽层
D 漏极
*在栅极和源极之间
加反向电压，耗尽层会变
栅极
G
N
P+ 型 P+
沟 道
N
S 源极
宽，导电沟道宽度减小， 使沟道本身的电阻值增大， 漏极电流 ID 减小，反之， 漏极 ID 电流将增加。
*耗尽层的宽度改变 主要在沟道区。
1. 设UDS = 0 ，在栅源之间加负电源 VGG，改变 VGG 大小。观察耗尽层的变化。
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模电第五章答案解析
【例5-1】电路如图 (a)、(b)所示。
（1）判断图示电路的反馈极性及类型；（2）求出反馈电路的反馈系数。
图(a) 图(b)【相关知识】负反馈及负反馈放大电路。
【解题思路】（1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。
（2）根据反馈网络求电路的反馈系数。
【解题过程】（1）判断电路反馈极性及类型。
在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为♁时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为♁，故本电路是电压串联负反馈电路。
在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。
（2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。
图(c) 图(d)由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。
由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。
即故图(a)电路的反馈系数由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。
故图(b)电路的反馈系数【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。
（1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。
（2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“−”，则引入的反馈一定是负反馈。
（3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。
（4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。
（5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。
模拟电子技术 第五章
镜象电流源、微电流源、多路电流源等 3、电流源电路一般都加有电流负反馈，
4、电流源电路一般都利用PN结的温度特性，对电流 源电路进行温度补偿，以减小温度对电流的影响。
5.2、电流源电路
二、电流源电路的用途： 1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
5.1. 直接耦合放大电路的零点漂移现象
一、直接耦合放大电路的零点漂移
零漂：输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。
主要原因：温度变化引起，也称温漂。电源电压波动、 元件老化等也会产生输出电压的漂移。
温漂指标：温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益
折算到输入端的等效输入漂移电压值。
u
二、抑制零点漂移的方法
其中：基准电流 I R 是稳定的，故输出电流 I C 2 也是稳定的。
一、镜象电流源
动态电阻
ro
= ( iC2 )1 vCE2
IB2
= rce
一般ro在几百千欧以上
二、多路镜像电流源
通过一个基准电流源 稳定多个三极管的工作点 电流，即可构成多路电流 源。
图中一个基准电流IREF
可获得多个恒定电流
2
b(b 2)
ro
1 2
b rce
动态输出电阻ro远比微电流源的动态输出电阻为高
电流稳定
有源负载电路
VCC
T1
IC1
vo
vi
T0
T2 R I REF
VCC
ro
IC1
vo
vi
T0
（a）共射极放大电路
（b）等效电路
4、电流源电路一般都利用PN结的温度特性，对电流 源电路进行温度补偿，以减小温度对电流的影响。
5.2、电流源电路
二、电流源电路的用途： 1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏 置电流，以获得极其稳定的Q点。 2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、 增大动态范围。 3、由电流源给电容充电，可获得随时间线性 增长的电压输出。
5.1. 直接耦合放大电路的零点漂移现象
一、直接耦合放大电路的零点漂移
零漂：输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。
主要原因：温度变化引起，也称温漂。电源电压波动、 元件老化等也会产生输出电压的漂移。
温漂指标：温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益
折算到输入端的等效输入漂移电压值。
u
二、抑制零点漂移的方法
其中：基准电流 I R 是稳定的，故输出电流 I C 2 也是稳定的。
一、镜象电流源
动态电阻
ro
= ( iC2 )1 vCE2
IB2
= rce
一般ro在几百千欧以上
二、多路镜像电流源
通过一个基准电流源 稳定多个三极管的工作点 电流，即可构成多路电流 源。
图中一个基准电流IREF
可获得多个恒定电流
2
b(b 2)
ro
1 2
b rce
动态输出电阻ro远比微电流源的动态输出电阻为高
电流稳定
有源负载电路
VCC
T1
IC1
vo
vi
T0
T2 R I REF
VCC
ro
IC1
vo
vi
T0
（a）共射极放大电路
（b）等效电路
精品课件-模拟电子技术-第5章
第五章 负反馈放大电路
(2)电流反馈：对交变信号而言,若基本放大器、反馈 网络、负载三者在取样端是串联连接,则称为串联取样，如图 5-3所示。由于在这种取样方式下,Xf正比于输出电流,Xf反映 的是输出电流的变化,所以又称之为电流反馈。
第五章 负反馈放大电路
图 5 – 3 反馈电路与输出回路的联接
第五章 负反馈放大电路
第五章 负反馈放大电路
5.1 反馈的基本概念 5.2 反馈放大器的四种组态 5.3 负反馈对放大器性能的影响 5.4 负反馈放大器的指标计算 5.5 负反馈放大电路的自激振荡
第五章 负反馈放大电路
5.1 反馈的基本概念
5.1.1 反馈的定义 所谓反馈就是把放大器的输出量(电压或电流)的
Ui' Ui U f
第五章 负反馈放大电路
图 5-4 串联反馈与并联反馈
第五章 负反馈放大电路
(2)并联反馈：对交流信号而言,信号源、基本放大器、 反馈网络三者在比较端是并联连接,则称为并联反馈。并联反 馈要求信号源趋近于恒流源,若信号源是恒压源,则并联反馈 无效。因为若信号源为恒压源,则并联反馈的净输入信号不随 反馈信号而变,从而使反馈失去作用。
第五章 负反馈放大电路
图5-2 反馈极性判断
第五章 负反馈放大电路
2. 电压反馈与电流反馈
(1)电压反馈：对交变信号而言,若基本放大器、 反馈网络、负载三者在取样端是并联连接,则称为并联取 样，如图5-2所示。由于在这种取样方式下,Xf正比于输出 电压,Xf反映的是输出电压的变化,所以又称之为电压反馈。
4. 直流反馈和交流反馈
(1) 直流反馈：若反馈环路内, 直流分量可以流通, 则该反馈环可以产生直流反馈。直流负反馈主要用于稳定静 态工作点。
模电第5章
低通电路： 二. 低通电路：频率响应
f<<fH时放大 倍数约为1 倍数约为
fH
1 Uo 1 jω C = Au = = 1 1 + jωRC Ui R+ jω C
1 1 = 令f H = ，则Au 2 πRC 1+ j f fH
1 Au = 1 + ( f fH )2 = arctan( f f ) H
fL
= 1 ， = 45 0； f = f L : Au 2 f f
f << f L : A << 1， u ≈
fL fL Au 也下降10倍；当 f 趋于0时， u 趋于0，趋于90 0 。 A
，表明 f 每下降10倍,
画出特性曲线如图， 称为下限截止频率。 画出特性曲线如图， fL称为下限截止频率。
' 高频段： 的影响， 开路。 高频段：考虑 Cπ 的影响，C 开路。 '
'
一. 中频电压放大倍数
Uo Ausm = Us U i U b'e U o = U U Us i b'e
带负载时： 带负载时： Ausm = 空载时： 空载时：
rb'e Ri [ g m ( Rc ∥ RL )] Rs + Ri rbe
5.2 晶体管的高频等效电路
5.2.1 混合π模型：形状像Π，参数量纲各不相同 混合π模型：形状像Π
完整的混合π模型 一. 完整的混合 模型 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。
因面积大 而阻值小
因多子浓 度高而阻 值小
rbb’：基区体电阻 rb’e’：发射结电阻 Cπ：发射结电容 re：发射区体电阻 rb’c’：集电结电阻 C：集电结电容 rc：集电区体电阻
孙肖子模电第二版笫5章
US RB2
-
RE
RL
+ U o -
第五章 基本放大电路
微变等效电路
I i
RS + RB1 U
i
Ib b
rbe
RB2
βI b
e
c
Ic
R // R U I L o e E A u r U U I i b be o
R (1 ) I b L r (1 ) I R I b be b L
RS es –
+
ui 短路 –
交流通路
RS
+ ui RB RC RL
es
+
– –
+ uO –
第五章 基本放大电路
放大电路的分析方法
估算法 静态分析 (直流通路)
图解法
放大 电路 分析
微变等效电路法 动态分析
(交流通路) 图解法 计算机仿真
静态分析
RB
估算法
+UCC RC C2 + + RL uo
电压放大倍数 小于且接近1
射极跟随器
1. 电压放大倍数 A u
US -
+
Ie
RE
Io
RL
+ U o -
-
2. 电流放大倍数 A i
R ( 1 ) I b E I o i RE RL A I I
+UCC
RE1 100, RE 2 900
求Au，Ri，Ro和Aus，并 与上例比较分析。
+ RE1
RE2
RS
+ RB2 US – –
RL uo
-
RE
RL
+ U o -
第五章 基本放大电路
微变等效电路
I i
RS + RB1 U
i
Ib b
rbe
RB2
βI b
e
c
Ic
R // R U I L o e E A u r U U I i b be o
R (1 ) I b L r (1 ) I R I b be b L
RS es –
+
ui 短路 –
交流通路
RS
+ ui RB RC RL
es
+
– –
+ uO –
第五章 基本放大电路
放大电路的分析方法
估算法 静态分析 (直流通路)
图解法
放大 电路 分析
微变等效电路法 动态分析
(交流通路) 图解法 计算机仿真
静态分析
RB
估算法
+UCC RC C2 + + RL uo
电压放大倍数 小于且接近1
射极跟随器
1. 电压放大倍数 A u
US -
+
Ie
RE
Io
RL
+ U o -
-
2. 电流放大倍数 A i
R ( 1 ) I b E I o i RE RL A I I
+UCC
RE1 100, RE 2 900
求Au，Ri，Ro和Aus，并 与上例比较分析。
+ RE1
RE2
RS
+ RB2 US – –
RL uo
模电第五章
Uf Fu Uo
Io Ai I id
If Fi Io
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上页
Uo Au f f Ui
Uo Ar f Ii
Io Ai f Ii
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模拟电子
5．1．3 负反馈放大电路举例
1．电压串联负反馈
+
+
F
上页
下页
后退
模拟电子
a.令输出电压为零（uo=0） ，即输出端短路， 若反馈信号消失，即xf=0。则为电压反馈，否 则为电流反馈。
b.令输出电流为零（io=0 )，即输出端开路， 若反馈信号消失，即xf=0。则为电流反馈，否 则为电压反馈。
上页
下页
后退
模拟电子
根据反馈信号在输入端的连接方式分
a.串联反馈——若反馈网络串联于输入回路，反馈信号 为电压，反馈信号与输入电压串联（即求差 ） 后共同作用于基本放大电路的输入端。
模拟电子
Af =
·
A
c. 当
f
1+AF =1 时 电路没有引入反馈
· ·
1+AF
· · ·
· · A = A · ·
d. 当 1+AF >>1 时 ，电路深负反馈 Af=
·
A
1+AF
· 1 · ·≈ F ·
它表明在反馈深度(1+AF)足够大的条 件下，闭环放大倍数Af只取决于反馈 系数F，与开环放大倍数A几乎无关。
上页
下页
后退
模拟电子
Af=
·
1+AF
· 1 A · ·≈ F ·
Io Ai I id
If Fi Io
If Fg Uo
Uf Fr Io
Io Ag f Ui
上页
Uo Au f f Ui
Uo Ar f Ii
Io Ai f Ii
下页 后退
模拟电子
5．1．3 负反馈放大电路举例
1．电压串联负反馈
+
+
F
上页
下页
后退
模拟电子
a.令输出电压为零（uo=0） ，即输出端短路， 若反馈信号消失，即xf=0。则为电压反馈，否 则为电流反馈。
b.令输出电流为零（io=0 )，即输出端开路， 若反馈信号消失，即xf=0。则为电流反馈，否 则为电压反馈。
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后退
模拟电子
根据反馈信号在输入端的连接方式分
a.串联反馈——若反馈网络串联于输入回路，反馈信号 为电压，反馈信号与输入电压串联（即求差 ） 后共同作用于基本放大电路的输入端。
模拟电子
Af =
·
A
c. 当
f
1+AF =1 时 电路没有引入反馈
· ·
1+AF
· · ·
· · A = A · ·
d. 当 1+AF >>1 时 ，电路深负反馈 Af=
·
A
1+AF
· 1 · ·≈ F ·
它表明在反馈深度(1+AF)足够大的条 件下，闭环放大倍数Af只取决于反馈 系数F，与开环放大倍数A几乎无关。
上页
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后退
模拟电子
Af=
·
1+AF
· 1 A · ·≈ F ·
模电-电子线路线性部分第五版-主编-冯军-谢嘉奎第五章课件
第 5 章 放大器中的负反馈
判断反馈极性 — 采用瞬时极性法
用正负号表示电路中各点电压的瞬时极性，或用箭头表示
各节点电流瞬时流向的方法称瞬时极性法。
xi
xi A
xo
xf
kf
▪设 vi 瞬时极性为
经 A 判断 vo
？ ？
经
kf
判断
xf
？ ？
▪比较 xf 与 xi 的极性 ( xi = xi - xf )
5.2.3 改变输入、输出电阻
输入电阻
ii
▪ 串联反馈 基放输入电阻 Ri vi / ii 环路增益 T vf / vi Akf
++
Rs
v-i Ri A
vs+ -
vi
+
-
vf -
kf
xo
反馈电路输入电阻：
Rif
vi ii
vi vf ii
vi viAkf ii
vi ii
(1
Akf
)
Ri F
由图
i (v Ast xs ) / Ro xs xf kf v
xf
放 - Ast xs
得
Rof
v i
Ro 1 Astkf
Ro Fst
反馈 网络
RL v+- o
i + v -
结论 引入电压反馈，反馈越深，输出电阻越小，vo 越稳定。
第 5 章 放大器中的负反馈
▪ 电流反馈
Ro ：考虑反馈网络负 载效应后，基放输出电阻。
5.2.2 减小增益灵敏度(或提高增益稳定性)
定义
SA Af
Af / Af A/ A
A Af
Af A
模电第5章课件PPT学习教案
VT1
VT2
R2 uI2
第12页/共53页
动态分析：
（1）信号输入方式
共模输入电压 uIc 差模输入电压 uId
第13页/共53页
第14页/共53页
第15页/共53页
共模电压放大倍数：
Ac
Δ uo Δ uIc
Ac 愈小愈好， 而Ad 愈大愈好 +
uIc ~
+VCC
Rb
Rc
+ uo
Rc Rb
R
+VCC Rb2
ICQ1
ICQ2
1 2
ICQ3
R
U U V I R CQ1
CQ2
CC
CQ1
(对地)
C
IBQ1
IBQ2
ICQ1
1
(对地)
UBQ1 UBQ2 IBQ1R
VT1
图
VT3
Re
R
VT2
Rb1
VEE
恒流源式差分放大电路
第24页/共53页
3. 动态分析 由于恒流三极管相当于一个阻值很大的长尾电阻 ，它的作用也是引入一个共模负反馈，对差模电压放 大倍数没有影响，所以与长尾式交流通路相同。
IB1 +
UBE1
IC2
IB2 U+BE2 VT2
IC2
I C1
I REF
2IB
I REF
2
IC2
图
所以
1
IC2
I R EF 1
2
当满足 >> 2 时，则
IC2
I R EF
VCC
UB E1 R
第5页/共53页
二、比例电流源
模电第五章
20 lg A f f L时， 20 lg A us usm
下降 3dB， -135 f f L时， 20 lg A us
f f 1 f 2 π rb'e ( Cπ Cμ )
0
1 j
f T f 0 f
通过以上分析得出的结论： ① 低频段和高频段放大倍数的表达式； ② 截止频率与时间常数的关系； ③ 波特图及其折线画法； ④ Cπ的求法。
手册 查得
5.3 场效应管的高频等效电路
可与晶体管高频等效电流类比，简化、单向化变换。 单向化变换 忽略d-s间等效电容
5.2 晶体管的高频等效模型
从晶体管的物理结构出发，考虑发射结和集电结电容的影响，可 以得到在高频信号作用下的物理模型，称为混合π模型。
5.2.1 晶体管的混合π模型
结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。 阻值小， 可忽略 rbb‟：基区体电阻
rb‟e‟：发射结电阻
Cπ：发射结电容 re：发射区体电阻 rb‟c‟：集电结电阻 Cμ：集电结电容 rc：集电区体电阻
同理可得，C
'' μ
K 1 K
Cμ
二、晶体管简化的高频等效电路
' ' C C C
'' 为什么不考虑 Cμ ？
如何得到模型中的参数 ？
rbb'、Cμ可从手册查得
将简化的混合π模型与简化的h参数等效模型相比
UT rb'e (1 0 ) I EQ
低频段晶体管电流放大系数
20 lg ； f f 时， 20lg 0
o
0 f f 时， 20lg 20 lg 20 lg 0 - 3 ， -45； 2 20 lg 20 lg f ；f 时， 0 ， -90 f f 时， 20lg 0 f
模电第五章 放大电路中的反馈题解
放大电路中的反馈自测题一、判断下列说法的正误，在括号内填入“√”或“×”来表明判断结果。
（1）只要在放大电路中引入反馈，就一定能使其性能得到改善。
（）（4）既然电流负反馈稳定输出电流，那么必然稳定输出电压。
（）解：（1）×（4）×二、已知交流负反馈有四种组态：A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈选择合适的答案填入下列空格内，只填入A、B、C或D。
（1）欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入；（2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入；（3）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入。
解：（1）B （2）C （3）D三、判断图T6.3所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈，设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图T6.3解：图（a）所示电路中引入了电流串联负反馈。
图（b）所示电路中引入了电压并联负反馈。
图（c）所示电路中引入了电压串联负反馈。
习题6.1选择合适的答案填入空内。
（1）对于放大电路，所谓开环是指。
A．无信号源B．无反馈通路C．无电源D．无负载而所谓闭环是指。
A．考虑信号源内阻B．存在反馈通路C．接入电源D．接入负载（2）在输入量不变的情况下，若引入反馈后，则说明引入的反馈是负反馈。
A．输入电阻增大B．输出量增大C．净输入量增大D．净输入量减小（5）为了实现下列目的，应引入A．直流负反馈B．交流负反馈①为了稳定静态工作点，应引入；②为了稳定放大倍数，应引入；③为了改变输入电阻和输出电阻，应引入；解：（1）B B （2）D（5）A B B6.2 选择合适答案填入空内。
A．电压B．电流C．串联D．并联（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入负反馈；（2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入负反馈；（3）为了增大放大电路的输入电阻，应引入负反馈；（4）为了减小放大电路的输入电阻，应引入负反馈；（5）为了增大放大电路的输出电阻，应引入负反馈；（6）为了减小放大电路的输出电阻，应引入负反馈。