5.2.2    减小非线性失真及抑制环内的干扰和噪声

           负反馈的 作用：

                        1.提高放大倍数稳定性

                        2.扩展频带

                        3.减小非线性失真 减小非线性失真原理

                        4.抑制反馈环内的干扰和噪声

5.2.1 提高放大倍数稳定性并扩展频带

        负反馈降低了放大倍数

 负反馈可以稳定被取样的输出信号

电压反馈可以稳定输出电压

电流反馈可以稳定输出电流

1.提高放大倍数稳定性

相对误差减小

提高放大倍数稳定性

2.扩展频带   增益带宽积

（注：只适合一阶惯性环节的放大电路）

放大电路扩展通频带是以牺牲放大倍数来换取的。

           5.反馈类型判别方法总结

反馈放大电路的基本类型（主要指交流反馈）

输入端              基本放大电路               输出端

串联反馈                                               电压反馈

并联反馈             反馈网络                    电流反馈

反馈性质不同： 正反馈与负反馈

a.串联反馈与并联反馈

串联反馈：不同接入点

并联反馈 ：同一接入点

b. 电压反馈与电流反馈

与负载所在电极的比较奥：同极为“压”，异极为“流”

5. 反馈和负反馈放大电路

对于运放构成的放大电路：

负载与反馈网络并联  ----电压反馈

负载与反馈网络串联---电流反馈

  4.电流并联负反馈

   a.判断反馈网络

     寻找输入与输出回路的共有网络

   b.反馈的组态判断

1.令UO=0,iF不等于0反馈作用存在，属于电流反馈

2. 输入信号UI与反馈信号Uf在相同接入点，两种信号并联于电路的输入端，属于并联反馈。

3. 判断反馈极性

首先断开反馈支路利用瞬时极性法

当UI>0时UO<0

 UF<0

削弱了输入信号

电流流入节点为正，流出节点为负，则

iId=iI-iF<iI

负反馈                   电流并联负反馈

4. 电流负反馈的作用

   能够稳定输出电流

稳定输出电流的原理

如：

IO下降-If下降-Iid上升-IO上升

总结

电压负反馈稳定输出电压

电流负反馈稳定输出电流

与接入方式是串联还是并联无关

                             3.电流串联负反馈

负反馈放大电路的四种基本类型（主要指交流反馈）

特征：

输入端：根据输入端判断电路是串联反馈还是并联反馈。

 输出端： 根据输出端判断是电压反馈还是电流反馈。

电流串联负反馈

a.判断反馈网络

寻找输入与输出回路的共有网络

b.反馈的组态判断

1.令UO=0,Uf不等于0反馈作用存在，属于电流反馈

2.输入信号UI与反馈信号Uf在不同接入点，两种信号串联于电路的输入端，属于串联反馈。

3.判断反馈极性

利用瞬时极性法

当ui>0时

UO>0

UF>0

UId=UI-UF<UI

负反馈              电流串联负反馈

4.电流串联负反馈

能够稳定输出电流

稳定输出电流的原理

（如果）

IO下降-Uf下降-Uid上升-UO上升-IO上升。

5.1.3 四种基本交流反馈类型

  1.电压串联负反馈

负反馈放大电路的四种基本类型（主要指交流反馈）

电压串联负反馈          电压并联负反馈

电流并联负反馈           电流串联负反馈

1. 电压串联负反馈

a. 判断反馈网络

  寻找输入与输出回路的共有网络

b.负反馈的组态判断

  （a) 令U0=0则Ui=0

   反馈作用消失属于电压反馈

   （b) 输入信号Ui与反馈信号Uf在输入回路的不同接入点，两种信号串联于电路的输入端，属于串联反馈。

       （c)判断反馈极性

            利用瞬时极性法

当Ui>0时

UO>0

Uf>0

UId=Ui-Uf<Ui

d.电压负反馈的作用

能够稳定输出电压

稳定输出电压的原理

如：

UO下降--uF下降-Uid上升-Ib上升-Ic上升-UO上升

4.   串联反馈与并联反馈

     a.串联反馈

      特点：1. 反馈网络串联于输入回路  为什么用电压分析

               2. 反馈信号为电压     串联电路--电流

                 处处相等而电压不等

                3. 反馈信号与输入电压串联 

               b. 并联反馈

               特点：

                     1. 反馈网络并联于输入回路  为什么用电流分析？

                      2. 反馈信号为电流    并联电路---电压处处相等而电流不等

                      3. 反馈信号与输入电流并联

2. 正反馈与负反馈

 a. 正反馈--反馈信号加强输入信号的作用，使净输入信号大于原输入信号的反馈。

正反馈往往把放大器转变为振荡器。

b. 负反馈 --反馈信号削弱输入信号的作用，使净输入信号小于原输入信号。

 负反馈改善放大电路的性能

负反馈广泛应用于电子技术.自控等领域之中。

判断正负反馈的方法   瞬时极性法

判断方法：

     a.  在输入端加入对地瞬时极性为正的电压U1。

   b. 根据放大电路的工作原理，标出UO与UI的的瞬时极性。

c. 判断反馈信号是增强还是削弱输入信号。

d.反馈信号削弱了输入信号（uId<uI)为负反馈。

e. 反馈信号增强了输入信号（uId>uI)则为正反馈。

净输入信号小于输入信号，所以为负反馈。

净输入信号大于输入信号，所以为正反馈。

                            1. 直流与交流反馈

反馈

      第五章    反馈和负反馈放大电路

5. 反馈的基本概念及类型

5.1.1反馈基本概念

1.什么是反馈

直流电流负反馈电路

反馈过程

反馈的定义：

把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，经过反馈网络，

返送到输入回路一个反馈量（电压或电流流），反馈量与原来的外加输入量进行比较，

得到一个净输入量加到某一放大器件的真正的输入端，以影响放大电路性能。

电路有无反馈？

判断准则：是否存在反馈网络

观察电路的输出信号能否被返送回输入端，并且能够影响电路的净输入

放大器件                       输入端             输出端

双极型晶体管                  B.E                 C. E

单极型晶体管                 G.S                  D.S

双极型晶体管组成         B1.B2              C1.C2

的差分放大电路

 运算电路                   同相端

                                反相端                输出端  

运算放大器的主要参数（uA741为例）

交流参数

a. 开环差模电压增益Aud

b. 开环带宽（-3DB带宽）fh

c. 单位增益带宽Fbwg

d.单位增益上升速率Sr

e. 建立时间Tset

f.最大差模输入电压Uidm

j.最大共模输入电压Uicm

k.最大输入电流Iom

l.输出电压峰峰值Uopp

        常见的复合管结构

b. 信号处理

c.   波形产生

     1.  同相输入端

                                          3. 输出端

      2. 反相输入端

  3.   集成运放发展得三个阶段

      a.   通用型集成运放的广泛使用。

       b.  专用性集成运放的出现。 如高速型.高输入电阻型.高压型.大功率型.低漂移型和低功耗型等。

    c.   开发更高性能指标及集成度的产品。

5.  集成运放的主要特点

1.高增益-Aud可达10五次方至10的七次方。

2.高输入电阻-Ri可达几十千欧到几兆欧。

3.低输出电阻-Ro 大约几百欧以下。

4. 通用性和灵活性.低成本.用途广.互换性好.

5.是线性集成电路中发展最早.应用最广.最为庞大的一族成员。

   第四章       集成运算放大器

 4.1.2 集成运放的典型结构

集成运算放大器简称集成运放（OPA)

典型结构

各部分的作用

输入级        中间级          输出级

                 偏置电路

1.偏置电路

为各级电路提供直流偏置电流，并使整个运放的静态工作点稳定且功耗小。

2. 输入级

具有与输出同相和反相的两个输入端，较高的输入电阻和抑制干扰及零漂的能力。

零点漂移问题

当输入Ui=0时，输出电压Uo并不恒定，而是出现缓慢地.无规则地漂动。这种现象称为零点漂移，简称零漂。

零点漂移实质上是就是放大电路静态工作点的变化。

3. 中间级

主要进行电压放大，具有很高的电压增益。

4.  输出级

     为负载提供足够的电压和电流，具有很小的输出电阻和较大的动态范围。

集成运放---高增益，直接耦合的多级放大电路

集成运放按工艺可以分为：

双极型（BJT) . 单极性（CMOS)和兼容性（BiCMOS)

3.集成运放的符号及特性

4.  集成运算放大器概述

a. 集成运算放大器简称集成运放。

b. 集成运算放大器的主要功能

1.完成比例.求和.积分. 微分.对数.反对数.乘法等数字运算。

4.集成运算放大器

集成电路的特点：体积小，重量轻，成本低，可靠性高，组装和调试的难度小。

共源极放大电路特征：

 1. 与晶体管共射极电路类似，有电压放大能力；

2.   输入与输出信号反相；

3.  输出电阻R0较大；

4.  输入电阻Ri远大于共射电路。

3.3.3 场效应管与晶体管的比较

（1）导电机理

场效应管是利用一种极性载流子导电的。

在双极性晶体管中两种极性的载流子（电子和空穴）同时参与导电。

（2）结构对称性

场效应管的结构对称，漏极和源极可以互换使用。（除了源极和衬底在制造时已连在一起的MOS管）

在双极型晶体管的射极与集电极不能互换。

（3）控制方式

场效应管是一种电压控制器件，即通过Ugs来控制Id;双极性晶体管是一种电流控制器件，即通过Ib来控制Ic

(4) 放大能力

场效应管跨导gm较小，放大能力弱；

双极性晶体管电流放大系数B大，放大能力强。

（5）直流输入电阻

场效应管的输入端电流几乎为零，输入电阻非常高。输入电阻达几兆欧以上。

双极性晶体管的发射结始终处于正向偏置，有一定的输入电流，基极与发射极间的输入电阻较小，几十欧到几千欧。

（6）稳定性及噪声

场效应管有较好的温度稳定性。抗辐射性及低噪声特性；

双极性晶体管受温度和辐射的影响较大

（7）场效应管的其他特点

   a.场效应管制造工艺简单，有利于大规模集成。

每个MOS场效应管在硅片上所占的面积只有双极性晶体管5%。

b.MOS管的栅极不得开路

由于MOS管的输入电阻高，由外界感应产生的电荷不易泄露，而栅极上的绝缘层又很薄，这将在栅极上产生很高的电场强度，以致引起绝缘层的击穿而损坏管子。

3.3      场效应管的参数和小信号模型

           1.结型场效应管 1. N沟道 2. P沟道

            2. 绝缘栅型场效应管：

                a.  增强型  ；1. N沟道   

                                      2. P沟道

              b.  耗尽型： N沟道，P沟道

   3.3.1 场效应管的主要电参数

   1.      直流参数

  a.  夹断电压Ugs(off)

  b.  开启电压UGS (th)

  c. 零偏漏极电流Idss(也称为漏极饱和电流）

   d.  直流输入电阻Rgs

   2.    交流参数

 a.  跨导gm也称为互导。

当结型与耗尽型管子工作在放大区时

3.1.3 结型场效应管的伏安特性

 在正常情况下，ig=0,管子无输入特性。

1.输出特性（漏极特性）

  （1）可变电阻区

    （2） 放大区

      （3）截止区

2. 转移特性

 转移特性曲线可由输出特性曲线得到

曲线特点：

  （1）对于不同的Uds,所对应的转移特性曲线不同。

   （2）当管子工作于恒流区时，转移特性曲线基本重合。