1、第2章 半导体器件基础2.1.1半导体特性半导体特性掺杂可改变和控制半导体的电阻率掺杂可改变和控制半导体的电阻率温度可改变和控制半导体的电阻率温度可改变和控制半导体的电阻率光照可改变和控制半导体的电阻率光照可改变和控制半导体的电阻率2.1.2 本征半导体本征半导体排列整齐、纯净的半导体称为排列整齐、纯净的半导体称为本征半导体本征半导体。两种载流子（电子、空穴），成对出现。两种载流子（电子、空穴），成对出现。在电场作用下，载流子作定向运动形成漂在电场作用下，载流子作定向运动形成漂移电流。移电流。第2章 半导体器件基础2.1.3杂质半导体杂质半导体（1）N型半导体（本征半导体型半导体（本征半导体5
2、价元素）价元素） 电子为多数载流子，空穴为少数载流子电子为多数载流子，空穴为少数载流子（2） P型半导体（本征半导体型半导体（本征半导体3价元素）价元素） 电子为少数载流子，空穴为多数载流子电子为少数载流子，空穴为多数载流子2.1.4载流子的扩散与漂移运动载流子的扩散与漂移运动扩散运动是由于载流子浓度梯度产生的。扩散运动是由于载流子浓度梯度产生的。 扩散运动形成扩散电流扩散运动形成扩散电流漂移运动在电场作用下产生的。漂移运动漂移运动在电场作用下产生的。漂移运动形成漂移电流。形成漂移电流。2.2.1PN结结形成过程形成过程：扩散：扩散扩散、漂移扩散、漂移扩散漂移扩散漂移第2章 半导体器件基础VU
3、8 . 06 . 0VU3 . 02 . 0TDUUseII/srII) 1(/TDUUseII接触电位接触电位 硅（硅（Si）:锗（锗（Ge）：）：2.2.2 PN结伏安特性结伏安特性（3） PN结电流方程：结电流方程：（2）加反向电压：扩散）加反向电压：扩散漂移，（耗尽层变窄）漂移，（耗尽层变窄） 正向电流正向电流第2章 半导体器件基础2.2.3 PN结反向击穿特性结反向击穿特性（1）电击穿（可逆）电击穿（可逆）雪崩击穿发生在掺杂浓度较低、反压较雪崩击穿发生在掺杂浓度较低、反压较高（高（6V）的）的PN结中。结中。齐纳击穿发生在掺杂浓度较高、反压不齐纳击穿发生在掺杂浓度较高、反压不太高（太
4、高（6V）的）的PN结中。结中。（2）热击穿（不可逆，会造成永久损坏）热击穿（不可逆，会造成永久损坏）第2章 半导体器件基础PN结总电容结总电容Cj:Cj=CT+CDPN结正偏时，以扩散电容为主结正偏时，以扩散电容为主；PN结反偏时，以势垒电容为主结反偏时，以势垒电容为主。nTUUMC)(TpDUIC2.2.4 PN结电容结电容势垒电容势垒电容CT:扩散电容扩散电容CD:第2章 半导体器件基础2.3半导体二极管半导体二极管2.3.1二极管伏安特性二极管伏安特性（单向导电性）（单向导电性） : ) 1(/TDUUsDeII硅管硅管： Ur 0.50.7V门限电压门限电压Ur 锗管锗管： Ur 0
5、.10.3V反向饱和电流反向饱和电流Is 硅管硅管： Is nA级级锗管锗管： IsA级级电压当量（室温下）电压当量（室温下）：mVUT26第2章 半导体器件基础2.3.2二极管的等效电阻二极管的等效电阻等效电阻为非线性电阻，与工作点有关。等效电阻为非线性电阻，与工作点有关。直流电阻直流电阻:QDImVr26QQDIUR交流电阻交流电阻：第2章 半导体器件基础2.3.3 二极管的主要参数二极管的主要参数最大正向平均电最大正向平均电IF;最大反向工作电压最大反向工作电压URM(=UB/2)；反向电流反向电流IR；最高工作频率最高工作频率fM。2.3.4 稳压二极管稳压二极管(利用电击穿特性利用电
6、击穿特性)稳压条件稳压条件：反向运用：反向运用,Iz,minIzUCEO,BUEBO,B（3）集电极最大允许耗散功率）集电极最大允许耗散功率PCM：实际使用时：实际使用时PcPCMm32第2章 半导体器件基础2.4.4温度对晶体管参数的影响温度对晶体管参数的影响T ICBO (1倍倍/10C) (0.5%1%/ CUBEO (-2.5mV/ C)ICQ 典型题：典型题：2-6，2-10，2-11，2-14，2-15第2章 半导体器件基础2.5场效应管场效应管2.5.1分类分类FETJFETMOSFETN沟道增强型沟道增强型MOSFETN沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFETP沟道增强型沟道增强型MO
7、SFETP沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFETN沟道沟道JFETP沟道沟道JFET第2章 半导体器件基础2.5.2MOSFET1.增强型增强型MOSFET)(121,thGSGSonUuKR2,)(thGSGSDUuKi衬底电位对衬底电位对MOSFET的影响的影响 NMOSFET: uBS0可变电阻区可变电阻区:恒流区：恒流区：第2章 半导体器件基础2.5.2MOSFET2.耗尽型耗尽型MOSFET可变电阻区可变电阻区:)(121,offGSGSonUuKR2,)(offGSGSDUuKi2,)1 (offGSGSDSSDUuIi或或恒流区：恒流区：第2章 半导体器件基础2.5.3 JFET（属耗
8、尽型属耗尽型）恒流区：恒流区： 转移特性数学表示式与耗尽型转移特性数学表示式与耗尽型MOSFET相似，即：相似，即：2,)1 (offGSGSDSSDUuIi2.5.4各种各种FET的电压极性的电压极性N沟道：沟道：uDS加加“” ；P沟道：沟道：uDS加加“-”。增强型：增强型：uGS与与uDS极性相同；极性相同； 耗尽型：耗尽型： uGS与与uDS极性相反。极性相反。第2章 半导体器件基础2.5.5 FET的主要参数的主要参数1.直流参数直流参数阈值电压阈值电压:(增强型增强型)开启电压开启电压UGS,th;(耗尽型耗尽型)夹断电压夹断电压UGS,off 。饱和漏电流饱和漏电流IDSS:耗
9、尽型耗尽型FET参数（参数（uGS=0,uDS=10V时测得）时测得）直流输入电阻：直流输入电阻：JFET: RGS=1081012 , MOSFET: RGS=10101015 2.交流参数交流参数跨导跨导gm: 转移特性曲线在转移特性曲线在Q点处的切线斜率点处的切线斜率 衬底跨导衬底跨导gmb: 反映衬底偏置电压对反映衬底偏置电压对iD的影响的影响跨导比：跨导比： mmbgg第2章 半导体器件基础2.5.5 FET的主要参数的主要参数3.极限参数极限参数栅源击穿电压栅源击穿电压UGS,B漏源击穿电压漏源击穿电压UDS,B最大漏极耗散功率最大漏极耗散功率PDM 2.5.6 FET的特点的特点
10、（1）单极型器件（多子导电）单极型器件（多子导电）（2）电压控制器件）电压控制器件（3）输入电阻极高（输入电阻极高（108 ）（4）噪声低，以）噪声低，以JFET噪声最低噪声最低（5）正常工作条件下，）正常工作条件下，D、S极可互换使用。极可互换使用。第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.1构成放大器原则构成放大器原则（1）晶体管正向运用（基极、发射极做输入）晶体管正向运用（基极、发射极做输入）（2）要有直流通路）要有直流通路 （要有合理的偏置：发射结正偏，（要有合理的偏置：发射结正偏，集电结反偏）集电结反偏）（2）要有交流通路（待放大信号有效的加到放大器的）要有交流通路（待放大信号有效
11、的加到放大器的输入，放大后的信号要能顺利取出）输入，放大后的信号要能顺利取出）3.2放大电路的分析方法放大电路的分析方法（1）图解法利用晶体管的伏安特性曲线和外部特性）图解法利用晶体管的伏安特性曲线和外部特性分析。分析。（2）等效电路分析法。）等效电路分析法。第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路图解法利用晶体管的伏安特性曲线和外部特性分析。图解法利用晶体管的伏安特性曲线和外部特性分析。（1）根据直流通路列方程，作直流负载线，求）根据直流通路列方程，作直流负载线，求Q；（2）根据交流通路列方程，作交流负载线；）根据交流通路列方程，作交流负载线；（3）（4）非线性失真：饱和失真（）非线性失真：
12、饱和失真（RB偏小造成的）偏小造成的） 截止失真（截止失真（RB偏大造成的）偏大造成的） 双向失真（双向失真（Ui过大造成的）过大造成的）),min(;21maxoooimomUimomIUUUUUAIIA3.3放大电路的分析内容放大电路的分析内容（1）直流（静态）分析）直流（静态）分析画直流通路电路中的电容视为开路画直流通路电路中的电容视为开路据直流通路求解据直流通路求解Q点：点：IBQ、ICQ、UCEQ（2）交流（动态）分析）交流（动态）分析画交流通路电路中的电容视为短路，直画交流通路电路中的电容视为短路，直 流电源对地路视为短路流电源对地路视为短路画交流等效电路用模型代替交流通路中画交流
13、等效电路用模型代替交流通路中的晶体管。的晶体管。据交流等效电路求：据交流等效电路求：AU、AI、Ri(Ri)、RO(Ro)、fL、fH第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.3晶体管模型晶体管模型（1）h模型（属低、中频模型）模型（属低、中频模型）实际中，因为有实际中，因为有h hrere 0 0，h hrbrb 0,1/h0,1/hoeoeRRL L ,1/h,1/hobobRRL L于是可得于是可得CECE组态和组态和CBCB组态简化的组态简化的h h参数等参数等效电路效电路CE组态简化h参数等效电路CB组态简化h参数等效电路hiehfeIbUbeUceIbIc+-hibhfbIeUe
14、bUcbIeIc+-第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路h参数的求法参数的求法 hfe= BQbbEQfebbefebbebbbieIrIhrrhrrrh2626)1 ()1 (低频小功率管：低频小功率管：rbb 100300 高频小功率管：高频小功率管：rbb 几几十几几十 第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.3晶体管模型晶体管模型（2）共射混合）共射混合 模型和单向近似模型（属高频模型）模型和单向近似模型（属高频模型）ECbcCberbegmUbeUbeUceIbIc+-UberbbBBCrbegmUbeUbeUce+-rbbEBBCCMiCbeCMo混合混合 参数的求法参数的
15、求法单向近似参数的求法单向近似参数的求法ebebcbebeboTCrCCrf21)(2mVIgEQm26LmRgACbLmMiCRgC) 1 ( CbMoCC第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路（3）模型的运用条件）模型的运用条件h模型的运用条件模型的运用条件低频、小信号低频、小信号混合混合 模型模型的运用条件的运用条件 高频高频（ ）、）、小信号小信号单向近似模型的运用条件单向近似模型的运用条件 高频高频（ ）、）、小信号小信号3Tff 10Tff 第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.4放大电路频响放大电路频响（1）频响概念）频响概念带宽：带宽：AU(jf)从从AU随随f变化下降
16、到变化下降到0.707 AU所对应的截频之差：所对应的截频之差：BWf=fHfL低频段低频段AU 下降的原因下降的原因：耦合、旁路电容衰耗作用的影响。耦合、旁路电容衰耗作用的影响。影响放大器截频的主要原因影响放大器截频的主要原因频率失真频率失真包括幅度频率失真和相位频率失真，属包括幅度频率失真和相位频率失真，属线性失真线性失真高频段高频段AU下降的原因：下降的原因：管子结电容及分布电容分流作用的影响。管子结电容及分布电容分流作用的影响。第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.4放大电路频响放大电路频响（2）截频的计算）截频的计算低频截频的计算低频截频的计算22221nLPPP 222211
17、111hnhhh 或或或或2222121nLPPPf 22221111121hnhhhffff 典型题：3-2；312第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路高频截频的计算高频截频的计算3.5CE、CB、CC三种组态放大电路的分析三种组态放大电路的分析（1）CE放大电路放大电路电压增益：电压增益：电流增益：电流增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：)/(LCLiLfeioURRRRRhUUAfebcIhIIAccoeoRRhR/1Ri=RB/ hie +(1+hfe)RE ) 第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路特点：较高的电压增益和电流增益，居中的输入电阻和输出电阻。输出与输入电
18、压反向3.5CE、CB、CC三种组态放大电路的分析三种组态放大电路的分析（2）CB放大电路放大电路电压增益：电压增益：电流增益：电流增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：)/(LCLieLfeioURRRhRhUUA1ecIIIAfeieEihhRR1/CCoefeoRRhhR/1第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路特点：较高的电压增益，电流增益1，低的输入电阻，高的输出电阻。输出与输入电压同向3.5CE、CB、CC三种组态放大电路的分析三种组态放大电路的分析（3）CC放大电路放大电路电压增益：电压增益：电流增益：电流增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：)1 (febeI
19、hIIARi=RB/ hie +(1+hfe)RL ) LELfefeioURRRRhhRhUUA/1)1 ()1 (LieLERhhRR/1)(feieSo第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路特点：较高的电流增益，电压增益1，很高的输入电阻，很低的输出电阻。输出与输入电压同向3.6CE、CB、CC三种组态放大电路的性能比较三种组态放大电路的性能比较类别类别共射放大电路共射放大电路共集放大电路共集放大电路共基放大电路共基放大电路电压增益电压增益AU较大较大小（小（ 1）较大较大Uo与与Ui的相的相位关系位关系反相（相差反相（相差180o）同相同相同相同相最大电流增最大电流增益益AI较大较大
20、较大较大小（小（ 1）输入电阻输入电阻Ri（Ri）中等中等高阻高阻低阻低阻输出电阻输出电阻Ro（Ro）中等中等低阻低阻高阻高阻频响特性频响特性较差较差较好较好好好用途用途多级放大电路多级放大电路的中间级的中间级输入级、中间缓冲输入级、中间缓冲级、输出级级、输出级高频或宽带放高频或宽带放大电路及恒流大电路及恒流源电路源电路3.7电流源电路及基本应用电流源电路及基本应用（1）电流源的主要要求）电流源的主要要求能输出符合要求的直流电流能输出符合要求的直流电流输出电阻尽可能大输出电阻尽可能大温度稳定性好温度稳定性好受电源电压等因素的影响小受电源电压等因素的影响小（2）电流源电路的主要应用）电流源电路的
21、主要应用做直流偏置电路做直流偏置电路做有源负载做有源负载第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.8差分放大电路的分析差分放大电路的分析1.差分放大电路分四种组态差分放大电路分四种组态单端输入单端输入单端输出单端输出、双端输入、双端输入单端输出单端输出单端输入单端输入双端输出双端输出、双端输入、双端输入双端输出双端输出2.差分放大电路分析差分放大电路分析（1）差放电路的主要性能指标只与输出方式有关，而与输入方）差放电路的主要性能指标只与输出方式有关，而与输入方式无关。式无关。（2）双端输出时，差模电压增益就是半边差模等效电路的电压）双端输出时，差模电压增益就是半边差模等效电路的电压增益；单端
22、输出时，差模电压增益是半边差模等效电路的电增益；单端输出时，差模电压增益是半边差模等效电路的电压增益的一半（压增益的一半（RL= 时时）。）。（3）差模输入电阻与输入方式无关，都是半边差模等效电路输）差模输入电阻与输入方式无关，都是半边差模等效电路输入电阻的入电阻的2倍；单端输出方式的输出电阻是双端输出方式时倍；单端输出方式的输出电阻是双端输出方式时输出电阻的一半。（见输出电阻的一半。（见P132表表33）第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3. 差分放大电路抑制零点漂移的原理差分放大电路抑制零点漂移的原理双端输出抑制零点漂移是依靠电路、器件双端输出抑制零点漂移是依靠电路、器件的严格对称；
23、的严格对称；单端输出抑制零点漂移是依靠大电阻单端输出抑制零点漂移是依靠大电阻（REE）的深度负反馈；）的深度负反馈；第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.9多级放大电路多级放大电路1.对耦合电路的要求对耦合电路的要求各级有合适的直流工作点；各级有合适的直流工作点；前级输出信号能顺利的传递到后级的输入端。前级输出信号能顺利的传递到后级的输入端。2.常见的耦合方式（阻容耦合、变压器耦合、直常见的耦合方式（阻容耦合、变压器耦合、直接耦合、光耦合）及其优缺点。接耦合、光耦合）及其优缺点。3.直接耦合放大器的特殊问题及解决方法直接耦合放大器的特殊问题及解决方法级间直流电位匹配问题解决方法：级间直流
24、电位匹配问题解决方法：电位移电位移动电路动电路零点漂移问题解决方法：零点漂移问题解决方法：差分电路差分电路第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.9多级放大电路多级放大电路4.多级放大电路的分析多级放大电路的分析注意注意(1)(1)前级的输出电压是后一级的输入电压；前级的输出电压是后一级的输入电压；(2)(2)将后一级的输入电阻作为前一级的负载。将后一级的输入电阻作为前一级的负载。（1）多级放大电路的增益：）多级放大电路的增益： n1=iin321AAAAAA(2)多级放大电路的输入电阻：多级放大电路的输入电阻：(3)多级放大电路的输出电阻：多级放大电路的输出电阻：Ri=Ri1Ro=Ron
25、典型题：典型题：3 32727， 3 32828， 3 32929，3 33030第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3.10低频功率放大电路低频功率放大电路1.低频功率放大器主要关注的问题低频功率放大器主要关注的问题（1）功率）功率：Po=UomIom/2（2）转换效率）转换效率： Po/ PDc（3）非线性失真）非线性失真：在大信号下，晶体管、变压器等非线在大信号下，晶体管、变压器等非线性元件的特性不能看成线性，而是非线性的，故非线性失真性元件的特性不能看成线性，而是非线性的，故非线性失真不可忽略。不可忽略。（4）晶体管的安全运用）晶体管的安全运用：在功放中，晶体管工作时电压在功放中，
26、晶体管工作时电压、电流幅度变化大，接近极限运用，故应保证晶体管各电流、电流幅度变化大，接近极限运用，故应保证晶体管各电流、电压及集电极耗散功率不超过规定的极限值。、电压及集电极耗散功率不超过规定的极限值。2.低频功放的工作状态低频功放的工作状态甲类：甲类： 2 ；乙类：乙类： ,；甲乙类甲乙类: 2 第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路3. 乙类低频功放乙类低频功放最大交流输出功率：最大交流输出功率：直流电源供给的最大功率：直流电源供给的最大功率：最大转换效率：最大转换效率：单管集电极功耗：单管集电极功耗：)2/(U=2CComaxLRP)/(22maxDC,LCCRUP%5.78maxm
27、ax,max,222max,2 .02ooLCCcPPRUP选管条件：选管条件：max,max,203. 02oCMccBCEOLCCoCMPPUURUII存在的失真存在的失真：交越失真。交越失真。克服交越失真的方法克服交越失真的方法：工作在甲乙类工作在甲乙类第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路产生原因产生原因：管子低电流区的非线性。管子低电流区的非线性。4.1MOS管简化的交流小信号模型管简化的交流小信号模型第4章 MOS模拟集成电路的基本单元电路 Id G D gmUgs S UdS + + rds Ugs 4.2MOS管三种组态放大器的特性比较管三种组态放大器的特性比较ioUUUA)
28、/(1LdsDLsmLmRrRRRgRg)/(1LdssLLmLmRrRRRgRg)/(/ 1)/1(LdsDLdsLLdsmRrRRrRRrgmg/1dsDrR/dssmrRg/1dsDrR/电路组态共源（CS）共漏(CD)共栅(CG)电压增益输入电阻Ri很高很高输出电阻Ro基本特点电压增益高,输入输出电压反相,输入电阻高,输出电阻主要取决于RD。电压增益小于1,但接近于1,输入输出电压同相,输入电阻高,输出电阻低。电压增益高,输入输出电压同相,输入电阻低,输出电阻主要取决于RD。性能特点4.3MOS管恒流源负载管恒流源负载（1）增强型（单管）有源负载）增强型（单管）有源负载（D、G短接）短
29、接）第4章 MOS模拟集成电路的基本单元电路mmbmgggoR111（2）耗尽型）耗尽型 （单管）有源负载（单管）有源负载 (G、S短接短接)mbgoR14.4MOS管单级放大电路性能比较管单级放大电路性能比较ioUUUA221)1 (mmgg22)1 (1mg2121mmgg21mbg211dsdsmggg211dsdsgg电路类型电路类型增益增益表达式表达式A AU U典典型值型值输出电阻输出电阻R Ro o表达式表达式E/EE/E型型NMOSNMOS放大电路放大电路30dBCMOSCMOS有源负载有源负载放大电路放大电路3060dBCMOSCMOS互补互补放大电路放大电路3166dB21
30、1dsdsgg2112dsdsmgggE/EE/E型型NMOSNMOS放大电路放大电路典型题解析：典型题解析：【49】共漏共基电路如题共漏共基电路如题49图所示，试画出其中频区的微图所示，试画出其中频区的微变等效电路，并推导出变等效电路，并推导出AU、Ri及及Ro的表达式。的表达式。 第4章 MOS模拟集成电路的基本单元电路 T2 RG RC C2 C1 + Uo +UDD R + Rs + US T1 +UBB RL RG RL Uo + gmUGS S G + rds hib D Ie R hfbIe RS uS + coGifeieibieL/CfeibmibmUh1hhhhh/1h/R
31、RRRRRRrgRrgAdsds其中解解:微变等效电路如图微变等效电路如图. 典型题解析：典型题解析：【410】电路及其参数如题电路及其参数如题410图所示。图所示。（1）试说明）试说明T1、T2各为何种组态；各为何种组态；（2）画出其中频区的微变等效电路，并推导）画出其中频区的微变等效电路，并推导AU、Ri、Ro的表达式。的表达式。 gmUGS S G + rds D 5M R2 hib 5k uS + hfb Ie RC 100 20k R1 RG T1 C C1 + + Uo +UDD Rs 5k 4.7k 5M + US RC RB2 CB T2 47F R2 100 + 0.47F
32、47k + 47F C2 + 10F （+20V） RB1 47k 20k 20k51hh1hCoi2mCmibCfb-2mibmuRRMRRRgRgRRggAG解解(1)T1为共源组态为共源组态, T2为共基组态为共基组态. (2)微变等效电路如图微变等效电路如图.典型题：典型题：4-7；4-8；4-9，4-105.1反馈的基本概念反馈的基本概念正、负反馈，交、直流反馈，电压、电流反馈，串、并联反馈。正、负反馈，交、直流反馈，电压、电流反馈，串、并联反馈。5.2反馈放大器的分类及判别方法反馈放大器的分类及判别方法第5章 负反馈放大电路（1 1） 负反馈类型有四种负反馈类型有四种: : 电流串
33、联负反馈电流串联负反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈5.2反馈放大器的分类及判别方法反馈放大器的分类及判别方法第5章 负反馈放大电路判断是电流反馈还是电压反馈判断是电流反馈还是电压反馈用用输出电压短路法输出电压短路法输出电压短路法输出电压短路法：令输出电压令输出电压u0=0,若若Xf=0，则为电压反馈；否，则为电压反馈；否 则为电流反馈。则为电流反馈。判断是串联反馈还是并联反馈判断是串联反馈还是并联反馈用用馈入信号连接方式法馈入信号连接方式法馈入信号连接方式法：馈入信号连接方式法：若反馈信号若反馈信号Xf接至输入端点，则为并联接至输入
34、端点，则为并联 反馈；否则为串联反馈。反馈；否则为串联反馈。判断是正反馈还是负反馈判断是正反馈还是负反馈用用瞬时极性法瞬时极性法瞬时极性法：瞬时极性法：设定信号输入端的瞬时极性，沿反馈回路（设定信号输入端的瞬时极性，沿反馈回路（A入入 A出出 B入入 B出出）标定瞬时极性）标定瞬时极性,若若Xf的极性使得净输入信号增的极性使得净输入信号增大则为正反馈；否则为负反馈。大则为正反馈；否则为负反馈。（2）判别方法判别方法5.3负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响（1 1）负反馈可提高增益的稳定性（）负反馈可提高增益的稳定性（稳定增益与反馈组态有关稳定增益与反馈组态有关）（2 2）负反馈可
35、展宽频带宽度）负反馈可展宽频带宽度（3 3）负反馈可改善非线性失真（）负反馈可改善非线性失真（有条件有条件）（4 4）对输入、输出电阻的影响）对输入、输出电阻的影响 对输入电阻的影响对输入电阻的影响串联负反馈串联负反馈:Rif=FRi并联负反馈并联负反馈:Rif=Ri/F 对输入电阻的影响对输入电阻的影响电流负反馈电流负反馈:Rof=FRo电压负反馈电压负反馈:Rof= Ro /F稳定输出电流稳定输出电流稳定输出电压稳定输出电压（5）负反馈对信号源的要求）负反馈对信号源的要求串联负反馈要求压源（串联负反馈要求压源（RS小）激励。小）激励。并联负反馈要求流源（并联负反馈要求流源（RS大）激励。大
36、）激励。5.4反馈放大器的分析方法反馈放大器的分析方法1.第5章 负反馈放大电路方框图分析步骤：方框图分析步骤：（1）判断反馈组态；）判断反馈组态；（2）画基本放大器电路（需考虑反馈网络）画基本放大器电路（需考虑反馈网络B对基放输入、输出对基放输入、输出的负载作用）；的负载作用）；（3）由基放电路求）由基放电路求A 、Ri、Ro、B等；等；（4）求）求F、(1+AS0B)；方框图；方框图（5）求负反馈放大器的参数（）求负反馈放大器的参数（Avf、Rif、Rof）。）。2.深负反馈条件下的估算（深负反馈条件下的估算（常用常用）BAABf115.5负反馈放大器的稳定性及相位补偿负反馈放大器的稳定性
37、及相位补偿1.自激振荡的条件：自激振荡的条件：A(j )B(j )=-1 或或第5章 负反馈放大电路|A(j )B(j )|=1AB(j )=1802.稳定性判别方法：稳定性判别方法：（1）由环路增益判别（）由环路增益判别（Gm0dB , m 45o ）（2）由开环增益判别（临界闭环增益线）由开环增益判别（临界闭环增益线）3.防止自激的方法：防止自激的方法： （1）尽可能不用多级放大电路组成的反馈环；）尽可能不用多级放大电路组成的反馈环； （2）限制反馈深度，使之不满足自激条件；）限制反馈深度，使之不满足自激条件； （3）相位补偿：滞后补偿（电容补偿、密勒补偿）相位补偿：滞后补偿（电容补偿、密
38、勒补偿） ，超前补偿，超前补偿典型题：典型题：5-1；5-2；5-7；5-10；5-12；5-15第5章 负反馈放大电路【5-10】在图在图5-10所示电路中，引入适当的负反馈，以满足提所示电路中，引入适当的负反馈，以满足提高输入电阻和带负载能力的要求。引入该负反馈后，当高输入电阻和带负载能力的要求。引入该负反馈后，当RB=1k时，时，AUf=Uo/Ui=40，试计算，试计算Rf的值的值。 R4 Uo R5 RL +UCC T1 T2 UEE R6 R8 R9 T4 T5 RB US + C2 C1 R7 R1 R2 R3 T3 + RB 题 510 图 解题思路解题思路基于提高输入基于提高输
39、入电阻和带负载能力的要求确电阻和带负载能力的要求确定反馈组态；因为多级放大定反馈组态；因为多级放大电路，其增益很大，可近似电路，其增益很大，可近似考虑为深度负反馈。考虑为深度负反馈。解：解：(1)要提高输入电阻，所以需采用串联反馈；要提高带负载能要提高输入电阻，所以需采用串联反馈；要提高带负载能力，即减小输出电阻，所以采用电压反馈，综合上述分析，确定力，即减小输出电阻，所以采用电压反馈，综合上述分析，确定引入电压串联负反馈。（如图）引入电压串联负反馈。（如图）Rf第5章 负反馈放大电路由由AUf 40可得可得，Rf=（40-1）RB =391 k=39k。fBBURRRBUUfBA1BfBfB
40、RRRRR1 R4 Uo R5 RL +UCC T1 T2 UEE R6 R8 R9 T4 T5 RB US + C2 C1 R7 R1 R2 R3 T3 + RB 题 510 图 Rf(2)反馈系数：反馈系数：在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：典型题：典型题：5-1，5-2，5-7，5-12, 5-156.1基本概念基本概念1.运放的基本构成：差动输入级、中间放大级、低阻输运放的基本构成：差动输入级、中间放大级、低阻输出级、恒流源偏置四部分。出级、恒流源偏置四部分。6.2线性应用及理想模型线性应用及理想模型线性运用：具有深度负反馈或以负反馈为主。线性运用：具有深度负反馈或以负反馈为主。
41、(闭环闭环)非线性运用非线性运用：（开环）或正反馈：（开环）或正反馈理想模型：理想模型：第6章 集成运放的分析与应用AUd ; Rid ; Ro=0; BW ;理想运放线性应用时的两大特性：理想运放线性应用时的两大特性： “虚短虚短”：U+ U- “虚断虚断”：I+=I- 06.3基本运算电路基本运算电路反相比例器、同相比例器、减法器、积分器和微分器反相比例器、同相比例器、减法器、积分器和微分器要求：要求：（1）熟练掌握基本运算电路的电路结构和输出）熟练掌握基本运算电路的电路结构和输出表达式；表达式； （2）会由输出函数表达式设计最简电路；）会由输出函数表达式设计最简电路； （3）能由给定电路
42、求出输出表达式。）能由给定电路求出输出表达式。典型题：典型题：6-1，6-6，6-8，6-10、6-11、6-13、6146.4 比较器比较器单限比较器（含过零比较器）单限比较器（含过零比较器）迟滞比较器迟滞比较器第6章 集成运放的分析与应用典型题解：典型题解：【66】设计一个运放电路，满足下面关系：设计一个运放电路，满足下面关系：第6章 集成运放的分析与应用3211085UUUUo R2 4K R1 5K R6 40K R7 40K R4 2.1K R8 5.7K U2 Uo R3 40K R5 8K U3 U1 + A1 + A2 解：解：典型题解：典型题解：【610】某运放电路其输出表达
43、式为某运放电路其输出表达式为第6章 集成运放的分析与应用解：解：dttUdttUtUo)(2)(10)(21 + A1 R2 50K R1 10K R3 8.3K C 10F U1（t） U2（t） Uo（t） 试画出满足上述关系的原理电路。试画出满足上述关系的原理电路。 F10CkCR10101010110161kCR501010212162kRRR3 . 850/10/213满足上述关系的原理电路如图：满足上述关系的原理电路如图：取取则：则：典型题解：典型题解：【611】第6章 集成运放的分析与应用运放电路如题图所示，已知电容运放电路如题图所示，已知电容C初始电压为零，求初始电压为零，求输
44、出输出Uo表达式。表达式。 题 611 R1 + - U1 U2 R2 R3 R Uo + - C )()()(2231131tURRtURRtUodttdURdttdURCRRdttdURCtUoo)(1)(1)()(221131解：解：典型题解：典型题解：【例例】求求图示电路的输出表达式。图示电路的输出表达式。第6章 集成运放的分析与应用解：解： + - A1 + - A2 A3 + - R1 R1 R2 R2 R3 U2 U1 N2 N1 R3 R3 U4 U3 Uo I4 I2 I1 P3 直接应用虚短和直接应用虚短和虚断的概念求解。虚断的概念求解。由虚短的概念可由虚短的概念可知：知：
45、U2= UN2、U1= UN1，所以，所以有有3124RUUI第6章 集成运放的分析与应用 + - A1 + - A2 A3 + - R1 R1 R2 R2 R3 U2 U1 N2 N1 R3 R3 U4 U3 Uo I4 I2 I1 P3 又由虚断的概念可知：又由虚断的概念可知： I I1 1= = I I4 4= = I I2 2由此可导出由此可导出)(33213443UURIUU对于对于A A3 3与与R R1 1、R R2 2 构成差动式构成差动式减法电路减法电路, ,因此有因此有)(3)(21124312oUURRUURRU第6章 集成运放的分析与应用比较器：比较器： （1 1）单限比较器）单限比较器 同相输入单门限比较器 R1 UREF A - + VOH 0 Uo R2 Uo Ui Ui VOL UREF=Uth Uid (a)电路 (b)传输特性 表达式：REFiDzREFiREFiDzoUUUUUUUUUUU)()(电平转换iZ211PuuRRRu第6章 集成运放的分析与应用（2 2）迟滞比较器）迟滞比较器表达式：omfREFffiomiomfREFffiomoURRURRUUUURRURRUUUR-R-RR222222电平转换=U1=U2U1或Ui=U 2
