模拟电子技术基础 多媒体课件 主编：马永兵.

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1 模拟电子技术基础 多媒体课件 主编：马永兵

2 第二章 信号放大器 目录 第一节 放大器的基本组成 第二节 放大器中信号文字符号的含义 第三节 放大器工作状态分析 第四节 多级放大器
第二章 信号放大器 第一节 放大器的基本组成 第二节 放大器中信号文字符号的含义 第三节 放大器工作状态分析 第四节 多级放大器 第五节 放大器的频率响应 第六节 集成运算放大器 第七节 放大器中的反馈 目录

3 第二章 信号放大器 放大器实物 第一节 放大器的基本组成

4 第二章 信号放大器 放大器基本组成 第一节 放大器的基本组成

5 第二章 信号放大器 第二节 放大器中信号文字符号的含义 电压和电流符号的意义（以电流为例）：
第二章 信号放大器 电压和电流符号的意义（以电流为例）： iB = sinωt （μA）= IB +Ibmsinωt = IB + ib IB 基极的直流电流； IBAV 基极电流的平均值； IBM 基极电流的最大值； ib 基极电流交流分量的瞬时值； Ib 基极电流和有效值（均方根值）； iB 基极电流总的瞬时值； Ibm 基极电流交流 ΔIB 基极直流电流的变化量； ΔiB 基极电流总的变化量； 第二节 放大器中信号文字符号的含义

6 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 放大器的性能指标 一、电压放大倍数（voltage gain）
第二章 信号放大器 放大器的性能指标 一、电压放大倍数（voltage gain） 工程上一般有 Au（dB）= 20lg│Au│ 第三节 放大器工作状态分析

7 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 放大器的性能指标 二、电流放大倍数（ current gain）
第二章 信号放大器 放大器的性能指标 二、电流放大倍数（ current gain） 工程上一般有 Ai（dB）= 20lg│Ai│ 第三节 放大器工作状态分析

8 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 放大器的性能指标 三、功率放大倍数（或功率增益，power gain）
第二章 信号放大器 放大器的性能指标 三、功率放大倍数（或功率增益，power gain） 工程上一般有 Ap（dB）= 10lgAp 第三节 放大器工作状态分析

9 第二章 信号放大器 放大器的性能指标 四、输入电阻Ri A in out Ui ＋ － Ii 第三节 放大器工作状态分析

10 第二章 信号放大器 放大器的性能指标 五、输出电阻Ro A in out UO ＋ － IO 第三节 放大器工作状态分析

11 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 该放大电路成立的条件是：
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 共射基本放大电路原理电路 该放大电路成立的条件是： （1）有正确的直流偏置， 即发射结正偏、集电结 反偏（接VBB和VCC ）； （2）输入信号ui为小信号； （3）输入回路的交流与直 流应相互叠加（ui 与VBB 串联连）； （4）输出回路应有交流电 压输出（接RC）。 第三节 放大器工作状态分析

12 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 输入回路的外加电压uBE= VBB+ui=VBB +ΔUBE ，这就引起发射 结两端电压的变化，使发射极电流iE = IE +ΔIE ，即在原来IE基础上变化 了ΔIE 。相应地，集电极电流iC = IC +ΔIC ，基极电流iB = IB+ΔIB ，分别 在原来基础上变化了ΔIC和ΔIB 。 第三节 放大器工作状态分析

13 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 在共射电路中，输入电流为基极电流iB ，输出电流为集电极电流iC ，输出电流变化量ΔIC与输入电流变化量ΔIB的比值称为共发射极交流电流放大系数，用β表示，即 显然，和是两个不同的概念。但若在iC变化时基本不变（ICEO一般也认为不变）的条件下，由上式得 则 第三节 放大器工作状态分析

14 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 由于发射结正偏，发射结电阻较小，因此输入电压的微小变化ΔUBE就能引起基极电流的较大变化ΔIB ；又 ，故相应的集电极电流的变化ΔIC就很大。电路的输出电压ΔUO=ΔIC RC ，只要RC阻值不很小，就能使输出电压ΔUO的幅度比输入电压ΔUBE大得多，且二者波形相同，因此，这个电路就具有电压放大作用。 第三节 放大器工作状态分析

15 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 C1 、C2称为隔直电容或 耦合电容，该电路又称为阻容耦合放大电路 第三节 放大器工作状态分析

16 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 ①静态（直流工作状态）
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 ①静态（直流工作状态） 输入信号为零（ui= 0 或 ii= 0）时，放大电路的工作状态 电路处于静态时，三极管各电极有确定不变的电压、电流，在特性曲线上表现为一个确定点，称为静态工作点，即Q点。 一般用IB、 IC和UCE （或IBQ、ICQ和UCEQ ）表示。 第三节 放大器工作状态分析

17 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 ①静态（直流工作状态） 一般硅管UBE=0.7V，锗管UBE=0.2V。 第三节 放大器工作状态分析

18 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 ②动态（交流工作状态）
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 ②动态（交流工作状态） 输入信号不为零时，放大电路的工作状态 uCE t uo t iC t uBE t ui t iB t 第三节 放大器工作状态分析

19 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 uBE = UBE + ui
第二章 信号放大器 单管放大器 一、单管共射放大器的组成及其工作原理 ②动态（交流工作状态） 输入信号不为零时，放大电路的工作状态 uBE = UBE + ui uCE = VCC - iC  RC uo = uCE - UCE 第三节 放大器工作状态分析

20 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。 共射极放大电路 直流通路 首先，画出直流通路 第三节 放大器工作状态分析

21 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 列输入回路方程： UBE =VCC－IBRB
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 列输入回路方程： UBE =VCC－IBRB 列输出回路方程（直流负载线）： UCE=VCC－ICRC 在输出特性曲线上，作出直流负载线 UCE=VCC－ICRC，与IB曲线的交点即为Q点，从而得到UCE 和IC。 在输入特性曲线上，作出直线 UBE =VCC－IBRB，两线的交点即是Q点，得到IB。 第三节 放大器工作状态分析

22 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路 1. 交流通路及交流负载线 由交流通路得纯交流负载线： uce= -ic (RC //RL) R'L= RL∥Rc， 是交流负载电阻。 因为交流负载线必过Q点，即 uce= uCE – UCE ic= iC - IC 同时，令RL = RC//RL 共射极放大电路交流通路 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL 直线，该直线即为交流负载线。 则交流负载线为 交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。 uCE - UCE= -(iC - IC ) RL 即 iC = (-1/RL) uCE + (1/RL) UCE+ IC 第三节 放大器工作状态分析

23 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路 （1） ui uBE iB iC uCE |-uo|  第三节 放大器工作状态分析

24 第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路 可见： （2） uo与ui相位相反； 第三节 放大器工作状态分析

25 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路 可见：
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路 可见： （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； 第三节 放大器工作状态分析

26 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路 可见：
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 共射极放大电路 可见： （4）可以确定最大不失真输出幅度。 第三节 放大器工作状态分析

27 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 ①波形的失真 由于放大电路的工作点达到了三极管
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 ①波形的失真 由于放大电路的工作点达到了三极管 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。 饱和失真 由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。 截止失真 注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。 第三节 放大器工作状态分析

28 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求：
第二章 信号放大器 单管放大器 二、单管共射放大器图解分析 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求： 工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位； 要有合适的交流负载线。 第三节 放大器工作状态分析

29 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 三、单管共射放大器微变等效电路分析 1、建立小信号模型的意义
第二章 信号放大器 单管放大器 三、单管共射放大器微变等效电路分析 1、建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。 iB /μA uBE /V 2、建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。 第三节 放大器工作状态分析

30 第二章 信号放大器 单管放大器 三、单管共射放大器微变等效电路分析 3、 BJT小信号等效电路图 其中 第三节 放大器工作状态分析

31 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 三、单管共射放大器微变等效电路分析
第二章 信号放大器 单管放大器 三、单管共射放大器微变等效电路分析 4、小信号等效电路分析法分析BJT放大器动态情况 步骤 根据交流通路，画出放大电路的小信号等效电路 求放大电路的Q点 求rbe 求出放大电路的性能指标 第三节 放大器工作状态分析

32 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 1、BJT放大器三种组态
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 1、BJT放大器三种组态 （1）共发射极接法：发射极作为输入、输出回路的公共电极，用CE表示； + - 输入回路 输出回路 ib ic 第三节 放大器工作状态分析

33 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 1、BJT放大器三种组态
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 1、BJT放大器三种组态 （2）共基极接法：基极作为输入、输出回路的公共电极，用CB表示； + - 输入回路 输出回路 ie ic 第三节 放大器工作状态分析

34 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 1、BJT放大器三种组态
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 1、BJT放大器三种组态 （3）共集电极接法：集电极作为输入、输出回路的公共电极，用CC表示。 + - 输入回路 输出回路 ie ib 第三节 放大器工作状态分析

35 第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （1）求静态工作点 由 得 第三节 放大器工作状态分析

36 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （2）求电压增益 输入回路：
第二章 信号放大器 小信号等效电路图 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （2）求电压增益 输入回路： 其中 输出回路： 电压增益： 第三节 放大器工作状态分析 一般 ，则电压增益接近于1， 即

37 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （3）求输入电阻 根据定义
第二章 信号放大器 单管放大器 小信号等效电路图 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （3）求输入电阻 根据定义 由电路列出方程 第三节 放大器工作状态分析

38 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （3）求输入电阻 则输入电阻
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （3）求输入电阻 则输入电阻 当 ， 时， ，输入电阻大 第三节 放大器工作状态分析

39 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （4）求输出电阻 由电路列出方程
第二章 信号放大器 单管放大器 求RO的等效电路 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （4）求输出电阻 由电路列出方程 第三节 放大器工作状态分析

40 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （4）求输出电阻 其中
第二章 信号放大器 单管放大器 求RO的等效电路 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 （4）求输出电阻 其中 则输出电阻 当 ， 时， 输出电阻小 第三节 放大器工作状态分析

41 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 共集电极电路特点：
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 2、CC放大器分析 共集电极电路特点： ◆ 电压增益小于1但接近于1， ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小，带负载能力强 第三节 放大器工作状态分析

42 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （1）静态工作点
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （1）静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同 第三节 放大器工作状态分析

43 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （2）动态工作点 ①电压增益
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （2）动态工作点 ①电压增益 输入回路： 输出回路： 第三节 放大器工作状态分析

44 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （2）动态工作点 ①电压增益
第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （2）动态工作点 ①电压增益 电压增益： 第三节 放大器工作状态分析

45 第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （2）动态工作点 ②输入电阻 第三节 放大器工作状态分析

46 第二章 信号放大器 单管放大器 四、CC放大器与CB放大器 3、CB放大器分析 （2）动态工作点 ③输出电阻 第三节 放大器工作状态分析

47 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 五、场效应管放大器 1.场效应管基本共源放大器的组成及其工作原理
第二章 信号放大器 单管放大器 五、场效应管放大器 1.场效应管基本共源放大器的组成及其工作原理 静态工作时，耗尽型场效应管在无栅极电源时也有漏极电流ID，当ID流过源极电阻Rs时，在它两端产生电压降US=IDRs。由于栅极电流近似为零，栅极电阻Rg上就没有电压降，即栅极直流电位UG≈0，故有 第三节 放大器工作状态分析

48 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 五、场效应管放大器 1.场效应管基本共源放大器的组成及其工作原理 ①静态工作点
第二章 信号放大器 单管放大器 五、场效应管放大器 1.场效应管基本共源放大器的组成及其工作原理 ①静态工作点 联立求解上二式组成的方程组，可得到ID和UGS 。该方程组有两个根，即有两组的ID和UGS值，应根据管子工作在恒流区的条件，选出合理的ID和UGS值。又从电路图可得 第三节 放大器工作状态分析

49 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 五、场效应管放大器 1.场效应管基本共源放大器的组成及其工作原理 ①静态工作点
第二章 信号放大器 单管放大器 五、场效应管放大器 1.场效应管基本共源放大器的组成及其工作原理 ①静态工作点 所求得ID、UGS、UDS，即为该放大器的静态工作点 第三节 放大器工作状态分析

50 第二章 信号放大器 单管放大器 五、场效应管放大器 1.场效应管基本共源放大器的组成及其工作原理 ②动态分析 第三节 放大器工作状态分析

51 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 五、场效应管放大器 2. 场效应管共漏放大器 设RL=Rs∥RL，由该图可得
第二章 信号放大器 单管放大器 五、场效应管放大器 2. 场效应管共漏放大器 设RL=Rs∥RL，由该图可得 uo=idR'L=gmR'Lugs ui=ugs+uo=(1+gmR'L)ugs 显然，Au＜1，但当gmRL>>1时，Au≈1。 第三节 放大器工作状态分析

52 第二章 信号放大器 单管放大器 五、场效应管放大器 2. 场效应管共漏放大器 求输出电阻： ugs=－uo 第三节 放大器工作状态分析

53 第二章 信号放大器 第三节 放大器工作状态分析 单管放大器 五、场效应管放大器 2. 场效应管共漏放大器
第二章 信号放大器 单管放大器 五、场效应管放大器 2. 场效应管共漏放大器 因此，源极输出器的输入电阻很高，输出电阻较低。但是源极输出器的输出电阻比射极输出器的输出电阻高得多。为此，常采用场效应管.三极管混合跟随电路，使输出电阻进一步降低，而输入电阻仍然很高 第三节 放大器工作状态分析

54 第二章 信号放大器 第四节 多级放大器 常见的多级放大器 一、阻容耦合多级放大器
第二章 信号放大器 常见的多级放大器 一、阻容耦合多级放大器 信号源与第一级与第二级、第二级与负载分别通过大电容C1、C2、C3实现耦合 第四节 多级放大器

55 第二章 信号放大器 第四节 多级放大器 常见的多级放大器 一、阻容耦合多级放大器 特点
第二章 信号放大器 常见的多级放大器 一、阻容耦合多级放大器 特点 （1）各级的工作点彼此独立，故整个电路的温漂不大（温漂概念见后） （2）由于耦合电容不能传送缓慢变化信号和直流信号，因此这种电路只能放大频率不太低的交流信号，而不能放大缓慢变化的信号和直流信号，故有时称为交流放大器 （3）由于在集成电路中制造较大容量的电容很困难，因此集成电路中不采用阻容耦合方式，它常用于分立元件电路 第四节 多级放大器

56 第二章 信号放大器 第四节 多级放大器 常见的多级放大器 二、直接耦合多级放大器 特点 （1）低频特性好，能放大缓慢变化甚至直流信号
第二章 信号放大器 常见的多级放大器 二、直接耦合多级放大器 特点 （1）低频特性好，能放大缓慢变化甚至直流信号 （2）由于电路中只有半导体管和电阻，没有大电容，变压器和电容等元件，便于集成，因此在集成电路中广泛采用直接耦合方式 （3）各级的工作点相互影响，因此必须合理安排各级的直流电平 （4）输入端和输出端的直流电位要考虑满足“零输入时零输出”的要求 （5）存在零点漂移现象 第四节 多级放大器

57 第二章 信号放大器 第四节 多级放大器 常见的多级放大器 三、变压器耦合多级放大器
第二章 信号放大器 常见的多级放大器 三、变压器耦合多级放大器 变压器耦合放大器各级静态工作点独立的，但不能放大直流信号，低频特性差，笨重，不能集成化 第四节 多级放大器

58 第二章 信号放大器 常见的多级放大器 四、光电耦合放大器 第四节 多级放大器

59 第二章 信号放大器 多级放大器的动态性能 一、电压放大倍数 Au=Au1Au2…Aun 二、输入阻抗 Ri= Ri1 第四节 多级放大器

60 第二章 信号放大器 多级放大器的动态性能 三、输出电阻 Ro= Ron 第四节 多级放大器

61 第二章 信号放大器 第五节 放大器的频率响应 频率响应的一般概念
第二章 信号放大器 频率响应的一般概念 频率响应，也称为频率特性，指放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应，它包括幅频特性（即幅度·频率特性或增益·频率特性）和相频（即相位·频率特性）特性 （1）中频区 fL＜f＜fH的区域称为中频区。 （2）低频区 f＜fL的区域称为低频区。 （3）高频区 f＞fH的区域称为高频区 第五节 放大器的频率响应

62 第二章 信号放大器 第五节 放大器的频率响应 三极管的频率参数 ① 特征频率fT ②截止频率f
第二章 信号放大器 三极管的频率参数 ① 特征频率fT ②截止频率f f实际是三极管电流不失真放大的上限截止频率 fT≈f ③截止频率f f实际是三极管共基电流不失真放大的上限截止频率 第五节 放大器的频率响应

63 第二章 信号放大器 集成电路与集成运算放大器简介 1.集成电路的封装形式 扁平式 双列直插式 单列直插式 第六节 集成运算放大器

64 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 集成电路与集成运算放大器简介 2.集成电路的分类 按照集成度分 小规模集成电路（SSI）
第二章 信号放大器 集成电路与集成运算放大器简介 2.集成电路的分类 按照集成度分 小规模集成电路（SSI） 中规模集成电路（MSI） 大规模集成电路（LSI） 超大规模集成电路（VLSI） 按照导电类型分 双极型（BJT型） 单极型（MOS型） 第六节 集成运算放大器

65 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 集成电路与集成运算放大器简介 2.集成电路的分类 按功能分 模拟集成电路（AI）
第二章 信号放大器 集成电路与集成运算放大器简介 2.集成电路的分类 按功能分 模拟集成电路（AI） 数字集成电路（DI） 3.模拟集成电路的电性能特点 电路结构和元器件参数具有对称性 采用有源元器件 放大器级间耦合方式为直接耦合 二极管由BJT形成 第六节 集成运算放大器

66 中间级由一级或两级有源负载放大器构成，以提高运放的输出功率和带负载能力
第二章 信号放大器 集成电路与集成运算放大器简介 4.集成运放的组成 由差动放大器构成，以减小运放的零漂 中间级由一级或两级有源负载放大器构成，以提高运放的输出功率和带负载能力 第六节 集成运算放大器

67 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 集成电路与集成运算放大器简介 5.集成运放的参数 （1）输入失调电压UIO
第二章 信号放大器 集成电路与集成运算放大器简介 5.集成运放的参数 （1）输入失调电压UIO （2）输入偏置电流IIB （3）输入失调电流IIO （4）温度漂移 ①输入失调电压温漂UIO / T ②输入失调电流温漂IIO / T （5）最大差模输入电压Uidmax 第六节 集成运算放大器

68 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 集成电路与集成运算放大器简介 5.集成运放的参数 （6）最大共模输入电压Uicmax
第二章 信号放大器 集成电路与集成运算放大器简介 5.集成运放的参数 （6）最大共模输入电压Uicmax （7）最大输出电流Iomax （8）开环差模电压增益AUO （9）开环带宽BW (fH) （10）单位增益带宽 BWG (fT) （11）转换速率SR 第六节 集成运算放大器

69 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 理想集成运放参数 ①开环电压增益（open-loop voltage gain）Aod→∞；
第二章 信号放大器 理想集成运放参数 ①开环电压增益（open-loop voltage gain）Aod→∞； ②差模输入电阻rid→∞； ③输出电阻rod=0； ④共模抑制比KCMR→∞，即没有温度漂移，或UIO=0，IIO=0，UIO=0，IIO=0； ⑤开环带宽fH→∞； ⑥转换速率SR→∞； ⑦输入端的偏置电流IBN=IBP=0； ⑧干扰和噪声均不存在。 第六节 集成运算放大器

70 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 1.非线性特点 uo 放大器的通用符号 uo u ωt
第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 1.非线性特点 u ωt uo ui 反相输入端 放大器的通用符号 uo u ωt uo ui 同相输入端 第六节 集成运算放大器

71 第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （一）电压比较器 （1）简单电压比较器 第六节 集成运算放大器

72 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （一）电压比较器 （2）滞回比较器
第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （一）电压比较器 （2）滞回比较器 由迭加定理得到 由于 第六节 集成运算放大器

73 第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （一）电压比较器 （2）滞回比较器 第六节 集成运算放大器

74 第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （一）电压比较器 （2）滞回比较器 第六节 集成运算放大器

75 第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （二）非正弦波信号发生器 （1）方波信号发生器 第六节 集成运算放大器

76 第二章 信号放大器 第六节 集成运算放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （二）非正弦波信号发生器 （2）矩形波信号发生器
第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （二）非正弦波信号发生器 （2）矩形波信号发生器 在方波信号发生器基础上由于电容C充放电时间不一样，从而使输出信号为矩形波 第六节 集成运算放大器

77 第二章 信号放大器 理想集成运放非线性特点及其应用 2.非线性应用 （二）非正弦波信号发生器 （3）三角波信号发生器 第六节 集成运算放大器

78 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 1.反馈的概念 开环 ——无反馈通路 闭环 ——有反馈通路
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 反馈通路 （反馈网络） 1.反馈的概念 反馈通路——信号反向传输的渠道 开环 ——无反馈通路 信号的正向传输 闭环 ——有反馈通路 第七节 放大器中的反馈

79 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （1）正反馈与负反馈
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （1）正反馈与负反馈 正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。 负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。 另一角度 正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。 负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。 判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着 信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率 （正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。 第七节 放大器中的反馈

80 第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （1）正反馈与负反馈 例 这就是负反馈 第七节 放大器中的反馈

81 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 例 （1）正反馈与负反馈 反馈通路 净输入量
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （1）正反馈与负反馈 例 反馈通路 净输入量 负反馈 正反馈 (+) (+) (-) (-) 净输入量 反馈通路 第七节 放大器中的反馈

82 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 例 （1）正反馈与负反馈 反馈通路 本级反馈通路
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （1）正反馈与负反馈 例 反馈通路 本级反馈通路 净输入量 级间负反馈 级间反馈通路 第七节 放大器中的反馈

83 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 例 （2）交流反馈与直流反馈
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （2）交流反馈与直流反馈 根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。 交、直流负反馈 取决于反馈通路。 例 交流正反馈 第七节 放大器中的反馈

84 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 判断电压反馈、电流反馈可采用短路法或开路法。
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （3）电压反馈与电流反馈 （a）电压反馈 （b）电流反馈 基本 放大器 反馈网络 至输入端 反馈 信号 （xf） 判断电压反馈、电流反馈可采用短路法或开路法。 短路法是假定把放大器的负载短路，使uo＝0，这时如果反馈信号为零（即反馈不存在），则为电压反馈；如果反馈信号不为零（即反馈仍然存在），则为电流反馈。开路法是假定把放大器的负载开路，使io＝0,这时如果反馈不存在，则为电流反馈；如果反馈仍存在，则为电压反馈。 第七节 放大器中的反馈

85 第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （3）电压反馈与电流反馈 例 第七节 放大器中的反馈

86 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 判断串联反馈、并联反馈方法：
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （4）并联反馈与串联反馈 （a）串联反馈 （b）并联反馈 判断串联反馈、并联反馈方法： 假定把放大器的输入端短路，这时如果反馈信号为零（即反馈不存在），则为并联反馈；如果反馈信号不为零（即反馈仍然存在），则为串联反馈。 第七节 放大器中的反馈

87 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （4）并联反馈与串联反馈 例
第二章 信号放大器 一、反馈的概念及其判别 2.反馈的形式及判别 （4）并联反馈与串联反馈 例 （a）并联反馈 （b）串联反馈 第七节 放大器中的反馈

88 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 负反馈放大器的方框图 箭头表示信号的传输方向，符号表示比较环节，输出端的小黑点“”表示采样环节 为基本放大器的放大倍数， 为反馈网络的反馈系数 第七节 放大器中的反馈

89 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 基本关系： 净输入信号 开环放大倍数
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 基本关系： 净输入信号 开环放大倍数 反馈系数 闭环放大倍数 对于不同的组态的负反馈， 和 有四种表示形式，故 与 一样，也有四种表示形式 负反馈放大器的方框图 第七节 放大器中的反馈

90 第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 负反馈放大器的方框图 反馈深度 负反馈 第七节 放大器中的反馈

91 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 深度负反馈 结论： 负反馈放大器的方框图
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 深度负反馈 负反馈放大器的方框图 结论： 在深度负反馈条件下，闭环放大倍数只取决于反馈系数，而与基本放大器几乎无关 第七节 放大器中的反馈

92 第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 负反馈放大器的方框图 正反馈 第七节 放大器中的反馈

93 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 1.负反馈放大器方框图 则 负反馈放大器的方框图 表明放大器虽然没有输入信号，也有信号输出，通常把这种现象称为自激振荡，发生自激振荡时，放大器变成振荡器，失去了放大作用，应当加以避免 第七节 放大器中的反馈

94 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （1）电压并联负反馈放大器
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （1）电压并联负反馈放大器 利用uI=0，iI=0和uN=0的概念，对反相输入节点可写出下面的方程式： 或 由此得 反相加法器 第七节 放大器中的反馈

95 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （2）电压串联负反馈放大器
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （2）电压串联负反馈放大器 利用u-= u+ ，“虚短”的概念，可写出下面的方程式： 由此得 第七节 放大器中的反馈

96 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （3）电流串联负反馈放大器
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （3）电流串联负反馈放大器 利用u-= u+ ，“虚短”的概念，可写出下面的方程式： 由此得 第七节 放大器中的反馈

97 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （4）电流并联负反馈放大器
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 2.深度负反馈放大器的解析 （4）电流并联负反馈放大器 利用“虚断” ，“虚短”的概念，可写出下面的方程式： 由此得 从而不难得到 第七节 放大器中的反馈

98 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （1）稳定放大倍数 闭环时
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （1）稳定放大倍数 闭环时 只考虑幅值有 则 即闭环增益相对变化量比开环减小了D倍 第七节 放大器中的反馈

99 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （1）稳定放大倍数 另一方面
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （1）稳定放大倍数 另一方面 在深度负反馈条件下 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。 值得注意的是，负反馈只能减小由基本放大器引起的放大倍数变化量，而对反馈网络的反馈系数变化引起的放大倍数变化量就无能为力了。此外，对于不同组态的负反馈放大器，能够稳定的放大倍数也是不同的。 第七节 放大器中的反馈

100 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （2）改变输出电阻
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （2）改变输出电阻 电压负反馈 —— 减小输出电阻，稳定输出电压 电流负反馈 —— 增大输出电阻，稳定输出电流 第七节 放大器中的反馈

101 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （3）改变输入电阻
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （3）改变输入电阻 串联负反馈 —— 增大输入电阻 并联负反馈 —— 减小输入电阻 第七节 放大器中的反馈

102 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （4）减小非线性失真和噪声
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 （4）减小非线性失真和噪声 闭环时增益减小，线性度变好。 值得注意的是，负反馈只能减小反馈环内所产生的失真，而对于输入信号本身存在的失真，负反馈是无能为力的。可以证明，引入负反馈后，输出信号的非线性失真系数将降为无反馈时的1/(1＋AF)倍。 第七节 放大器中的反馈

103 第二章 信号放大器 第七节 放大器中的反馈 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 开环幅频响应 （5）展宽频带
第二章 信号放大器 二、深度负反馈放大器的解析 3. 负反馈对放大器性能的影响 开环幅频响应 （5）展宽频带 上限频率扩展1+AF倍 下限频率降低1+AF倍 闭环幅频响应 第七节 放大器中的反馈

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