返回第四章4半導體電路設計基礎返回第四章4半導體電路設計基礎返回§4.1半導體放大電路的構建準則第四章選擇合適的器件建立合適的直流偏置具備良好的交流信號通道P103圖4.1-1例題選取合適的器件參數，比如ICM、BVCEO、PCM、fT等。BJT：保證BE結正偏，BC結反偏；FET:不同類型下保證其處于線性放大區。采用合適的耦合方式返回§4.1半導體放大電路的構建準則第四章選擇合適的器件第四章返回§4.2放大電路中器件的偏置技術幾種常用的偏置技術1.單電阻法缺點：工作點穩定性差2.分壓法缺點：仍存在工作點隨溫度變化的問題3.自給偏壓法缺點：只適用于耗盡型的FET4.混合偏置法第四章返回§4.2放大電路中器件的偏置技術幾種常用的偏置第四章返回集成電路中的偏置技術采用恒流源進行直流偏置采用三極管或恒流源作有源負載第四章返回集成電路中的偏置技術采用恒流源進行直流偏置采用三極第四章返回§4.3放大電路中的信號耦合技術單級放大器中的耦合技術常常采用電容進行信號的耦合第四章返回§4.3放大電路中的信號耦合技術單級放大器中的第四章返回多級放大器中的耦合技術多級放大器的概念將多個單級放大器串接在一起，即可組成一個多級放大器第一級第二級第n級輸入輸出第四章返回多級放大器中的耦合技術多級放大器的概念將多個單級放第四章返回多級放大器中的耦合技術1.阻容耦合優點：各級放大器的靜態工作點互不干擾缺點：無法傳遞直流信號2.直接耦合優點：簡單方便，易于集成缺點：各個放大器的靜態工作點互相干擾，需在電路上采取措施加以改進。3.變壓器耦合優點：可實現阻抗匹配，達到最佳級間配合。缺點：隔直流，且體積笨重，不易于集成。第四章返回多級放大器中的耦合技術1.阻容耦合優點：各級放大器第四章返回多級放大器中電壓放大倍數的求解P111例題4.3.3-1第一級AV1第二級AV2第n級AVnvivovo1vo2第四章返回多級放大器中電壓放大倍數的求解P111例題4.3.第四章返回§4.4電流源及有源負載(1)電流源電路是指電流不隨電壓變化的電路。(2)電流源電路用于模擬集成放大器中，以穩定靜態工作點。

(3)用電流源做有源負載，可獲得增益高、動態范圍大的特性。電流源概述第四章返回§4.4電流源及有源負載(1)電流源電路是指電第四章返回(4)用電流源給電容充電，以獲得線性電壓輸出。(5)電流源還可單獨制成穩流電源使用。(6)在模擬集成電路中，常用的電流源電路有：鏡象電流源、比例電流源、微電流源、多路電流源等。電流源概述第四章返回(4)用電流源給電容充電，以獲得線性電壓輸出。(5第四章返回基本鏡像電流源電路要求電路工作原理三極管T1、T2為對稱管，即其器件參數完全相同。IC2和IR是鏡像關系，且b>>2第四章返回基本鏡像電流源電路要求電路工作原理三極管T1、T2第四章返回改進型鏡像電流源電路工作原理由于有T3存在，IB3將比鏡像電流源中的2IB小1＋β3倍。因此IC2和IREF更加接近。第四章返回改進型鏡像電流源電路工作原理由于有T3存在，IB3第四章返回多路鏡像電流源通過一個基準電流源帶動多個三極管的輸出電流，即可構成多路電流源，即一個基準電流IREF可獲得多個恒定電流。此時，Iom與IR之間的誤差將由原來的（m+1)IB的減小為第四章返回多路鏡像電流源通過一個基準電流源帶動多個三極管的輸第四章返回微電流源在鏡像電流源中接入Re電阻，可以得到一個比基準電流小許多倍的微電流源，適用微功耗的集成電路中。IES1=IES2第四章返回微電流源在鏡像電流源中接入Re電阻，可以得到一個比第四章返回比例電流源在鏡像電流源電路的基礎上，增加兩個發射極電阻，使兩個發射極電阻中的電流成一定的比例關系，即可構成比例電流源。第四章返回比例電流源在鏡像電流源電路的基礎上，增加兩個發射極第四章返回有源負載電路恒流源由于其動態輸出電阻很大，故在電路中可用作放大器的有源負載，從而提高電路的電壓放大倍數。T2、T3組成恒流源，作為T1的有源負載第四章返回有源負載電路恒流源由于其動態輸出電阻很大，故在電路第四章返回§4.5復合管及復合結構電路復合管當兩個三極管組合在一起時，可等效為一個管子，稱為復合管（達林頓管）。兩個相同類型的管子組成的復合管，等效后管子的類型與原類型相同。兩個不同類型的管子組成的復合管，等效后管子的類型取決于第一個管子的類型。第四章返回§4.5復合管及復合結構電路復當兩個三極管組合第四章返回同類型管子組成的復合管ibib2ic1ic2icie第四章返回同類型管子組成的復合管ibib2ic1ic2ici第四章返回互補型管子組成的復合管兩個不同類型的管子組成的復合管，等效后管子的類型取決于第一個管子的類型。第四章返回互補型管子組成的復合管兩個不同類型的管子組成的復合第四章返回組成復合管的原則管內電流方向要一致能組成復合管不能組成復合管第四章返回組成復合管的原則管內電流方向要一致能組成復合管不能第四章返回復合結構電路CECB電路共射和共基放大電路組合在一起，組成復合結構電路，常稱為串接放大器。交流通路第四章返回復合結構電路CECB電路共射和共基放大電路組合在一第四章返回CECB電路交流通路小信號等效電路第四章返回CECB電路交流通路小信號等效電路第四章返回§4.6差分放大差分放大電路及其工作原理電路形式

差分放大電路是由對稱的兩個基本共射放大電路，通過射極公共電阻耦合構成的。

對稱的含義為兩個三極管的特性一致，電路參數對應相等。第四章返回§4.6差分放大差分放大電路及其工作原理電路形第四章返回差分電路的作用抑制零點漂移零點漂移當電路沒有輸入信號時，由于電源電壓或外界環境因素的變化，會使得電路的輸出電壓不為零，而有緩慢而無規則的飄動，這種現象稱為零點漂移。由于外界對電路的干擾是一致的，而電路又是左右對稱的，所以當電路從C1和C2之間輸出時，其干擾相互抵消，故起到消除零點漂移的作用。第四章返回差分電路的作用抑制零點漂移零點漂移當電路沒有輸入信第四章返回差模信號和共模信號差模信號共模信號純差模輸入純共模輸入任意輸入信號都可以分解為差模信號和共模信號之和。第四章返回差模信號和共模信號差模信號共模信號純差模輸入純共模第四章返回輸入輸出方式差分放大電路有兩個輸入端可以實現雙端輸入和單端輸入

差分放大電路可以有兩個輸出端:一個是集電極C1，另一個是集電極C2。從C1和C2輸出稱為雙端輸出，僅從集電極C1或C2

對地輸出稱為單端輸出。。雙入－雙出雙入－單出單入－雙出單入－單出第四章返回輸入輸出方式差分放大電路有兩個輸入端可以實現雙端輸第四章返回靜態分析第四章返回靜態分析第四章返回動態分析對于純差模輸入信號，公共發射極E點相當于交流短路。對于純共模輸入信號：雙端輸出時，差分電路能放大差模信號，抑制共模信號第四章返回動態分析對于純差模輸入信號，公共發射極E點相當于交第四章返回差分放大器的性能表征差分放大器的性能主要可用以下幾個參數表征差模放大倍數AVD：共模放大倍數AVC：共模抑制比CMRR：除此以外，還有輸入輸出電阻、頻響特性等。第四章返回差分放大器的性能表征差分放大器的性能主要可用以下幾第四章返回差模放大倍數當電路為純差模輸入時，其交流通路如下所示：第四章返回差模放大倍數當電路為純差模輸入時，其交流通路如下所第四章返回單端輸出差模放大倍數從C1端輸出從C2端輸出第四章返回單端輸出差模放大倍數從C1端輸出從C2端輸出第四章返回差模輸入輸出電阻差模輸入電阻差模輸出電阻單端輸出雙端輸出第四章返回差模輸入輸出電阻差模輸入電阻差模輸出電阻單端輸出雙第四章返回共模電壓放大倍數當電路為純共模輸入信號時，其交流等效電路為：雙端輸出時單端輸出時共模微變等效電路第四章返回共模電壓放大倍數當電路為純共模輸入信號時，其交流等第四章返回帶恒流源的差分放大電路靜態時，恒流源提供電路直流電源；動態時恒流源等效于阻值很大的電阻。r0為降低共模放大倍數，可采用恒流源替代射極電阻Re。第四章返回帶恒流源的差分放大電路靜態時，恒流源提供電路直流電第四章返回共模輸入輸出電阻共模輸入電阻共模輸出電阻單端輸出雙端輸出第四章返回共模輸入輸出電阻共模輸入電阻共模輸出電阻單端輸出雙第四章返回電路單端輸入時的情況單端輸入可看成是雙端輸入的特例，即可將單端輸入轉換成雙端輸入。假設：單端輸入轉換成雙端輸入時，差模信號為vid，共模信號為vic，與原來單端輸入時相同。此時電路總的輸出電壓為：第四章返回電路單端輸入時的情況單端輸入可看成是雙端輸入的特例第四章返回共模抑制比共模抑制比用來表征電路對共模信號的抑制能力。CMRR越大，表明電路對共模信號的抑制能力越強，抗干擾能力越好。理想時CMRR=。雙端輸出時：因為AVC=0，所以CMRR=單端輸出時：為提高共模抑制比，采用恒流源代替射極公共電阻。第四章返回共模抑制比共模抑制比用來表征電路對共模信號的抑制能圖中縱坐標為傳輸特性曲線P134例4.6.2-1圖中縱坐標為傳輸特性曲線P134第四章返回BJT有源負載差分放大器TI、T2組成差分放大器；T3、T4組成鏡像恒流源，作差分放大器的有源負載。靜態分析第四章返回BJT有源負載差分放大器TI、T2組成差分放大器；第四章返回動態分析純差模輸入純共模輸入雖為單端輸出，但AVD2與雙端輸出相同第四章返回動態分析純差模輸入純共模輸入雖為單端輸出，但AVD幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出4.6.4FET有源負載差分式放大器1.電路組成2.差模增益3.差模輸入電阻4.6.4FET有源負載差分式放大器1.電路組成2.第四章返回4.7反饋反饋的基本概念將電路輸出量的一部分或全部經過一定的電路送回到電路的輸入端，同輸入信號混合后，再將混合后的凈輸入信號去控制輸出，稱為反饋。Xi為輸入信號Xf為反饋信號Xid為凈輸入信號第四章返回第四章返回反饋的分類負反饋正反饋第四章返回瞬時極性法第四章返回在放大電路的輸入端，假設一個輸入信號對地的極性，可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示。按信號傳輸方向依次判斷相關點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則為負反饋；反之為正反饋。例1負反饋瞬時極性法第四章返回第四章返回瞬時極性法例2負反饋例3負反饋例4正反饋第四章返回反饋的分類第四章返回直流反饋：對直流信號的反饋交流反饋：對交流信號的反饋外部反饋：通過外接電路元件來實現反饋內部反饋：由器件內部產生的反饋全局反饋/局部反饋人工反饋/寄生反饋反饋的分類第四章返回第四章返回輸入端引入反饋的方式并聯反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一輸入端串聯反饋：反饋信號和輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個不同輸入端反饋信號與輸入信號以電流的形式進行比較反饋信號與輸入信號以電壓的形式進行比較反饋的基本組態第四章返回第四章返回例題串聯反饋并聯反饋例1例2例3串聯反饋例4并聯反饋第四章返回第四章返回輸出端獲取反饋的方式電壓反饋：反饋信號的取樣對象是輸出電壓，稱為電壓反饋。電流反饋：反饋信號的取樣對象是輸出電流，稱為電流反饋。判別方法將輸出端交流短路，若反饋信號為零，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。可以穩定輸出電壓可以穩定輸出電流第四章返回第四章返回例題例1電壓反饋例2電流反饋例3電流反饋第四章返回第四章返回反饋的四種基本組態將輸入端引入反饋的方式和輸出端獲取的反饋的方式組合起來，可得到以下四種基本反饋組態電壓串聯電壓并聯電流串聯電流并聯第四章返回第四章返回例題例1電壓串聯負反饋例2電壓并聯負反饋例3電流并聯負反饋例4電流串聯負反饋第四章返回第四章返回反饋的基本表達式開環放大倍數反饋系數第四章返回不同反饋類型時，A和F的不同含義不同反饋類型時，A和F的不同含義第四章返回閉環電壓放大倍數負反饋第四章返回第四章返回反饋深度稱為反饋深度當1+AF＞1時，AF＜A，相當于負反饋當1+AF＜1時，AF＞A，相當于正反饋當1+AF＞＞

1時，稱為深度負反饋第四章返回第四章返回深度負反饋條件下的近似計算在深度負反饋條件下，閉環放大倍數可表示為:由此可以得到：對于串聯反饋：入手—虛短對于并聯反饋：入手—虛斷第四章返回第四章返回例題1虛短：同相放大器當R1=時，AVF=1,稱為電壓跟隨器。第四章返回第四章返回例題2虛短：反相放大器虛斷：第四章返回第四章返回例題3虛短：虛斷：第四章返回第四章返回例題4虛短：虛斷：第四章返回引入負反饋的好處和問題第四章返回負反饋的優點1.增加放大倍數的穩定性定性外界影響引入負反饋的好處和問題第四章返回第四章返回負反饋的優點定量加入負反饋后，放大倍數的變化只有原來的1/(1+AF)第四章返回第四章返回2.通頻帶展寬，頻率失真減小負反饋的優點頻率變化將信號頻率的變化看成是一外界變動因素，則：放大倍數隨頻率變化的速度減慢開環幅頻響應閉環幅頻響應第四章返回第四章返回3.非線性失真減小，輸入信號的動態范圍展寬負反饋的優點動畫（9－3）失真的反饋信號，使凈輸入產生相反的失真，從而彌補了放大電路本身的非線性失真。負反饋可以改善放大電路的非線性失真，但是只能改善反饋環內產生的非線性失真。第四章返回第四章返回負反饋的優點4.提高電路的信噪比由于負反饋的引入可使放大倍數減小，故使有用信號和噪聲、干擾電平一同減小。如果可以人為的增加輸入的有用信號，使其輸出保持與無反饋時一樣，則電路的信噪比就可以提高了。負反饋本身并不能提高信噪比，只是為提高信噪比提供了條件。第四章返回第四章返回負反饋的優點5.改變輸入電阻和輸出電阻負反饋對輸入電阻的影響與反饋加入的方式有關，即與串聯或并聯反饋有關，而與電壓或電流反饋無關。負反饋對輸出電阻的影響與獲取反饋信號的方式有關，即與電壓或電流反饋有關，而與串聯或并聯反饋無關。第四章返回第四章返回串聯負反饋使輸入電阻增加加入負反饋后的輸入電阻是沒有反饋時的1＋AF倍第四章返回第四章返回并聯負反饋使輸入電阻減少加入負反饋后的輸入電阻是沒有反饋時的1/(1＋AF)第四章返回第四章返回電壓負反饋使輸出電阻減少加入負反饋后的輸出電阻是沒有反饋時的1/(1＋AF)倍第四章返回第四章返回電流負反饋使輸出電阻增加加入負反饋后的輸出電阻是沒有反饋時的1＋AF倍輸出電流與測試電流方向相反第四章返回第四章返回負反饋帶來的問題自激振蕩的概念電路輸入端不加信號，輸出端仍有信號輸出，這種現象稱為自激。產生自激振蕩的條件放大器的閉環增益所以，當1+AF=0時，AF=，電路產生自激振蕩，由此可得產生自激振蕩的條件為：幅度條件相位條件第四章返回第四章返回負反饋帶來的問題產生自激振蕩的原因由于放大器和反饋網絡引入附加相移，使電路由原來的負反饋變為正反饋。消除自激振蕩的方法通過破壞產生自激振蕩的條件，以消除自激振蕩的產生。常用的方法為頻率補償法。第四章返回第四章返回負反饋帶來的問題穩定裕度的概念離產生自激振蕩的幅度條件和相位條件的距離，稱為穩定裕度。距離越遠，穩定性越好。增益裕度相位裕度穩定裕度第四章返回第四章返回負反饋帶來的問題增益裕度相位裕度附加相移AF=180時所對應的AF的值與1的差。fc指|AF|=180o時所對應的頻率20log|AF|=0dB時所對應的附加相移AF與180o的差值。fo指20log|AF|=0dB時所對應的頻率第四章返回返回第四章4半導體電路設計基礎返回第四章4半導體電路設計基礎返回§4.1半導體放大電路的構建準則第四章選擇合適的器件建立合適的直流偏置具備良好的交流信號通道P103圖4.1-1例題選取合適的器件參數，比如ICM、BVCEO、PCM、fT等。BJT：保證BE結正偏，BC結反偏；FET:不同類型下保證其處于線性放大區。采用合適的耦合方式返回§4.1半導體放大電路的構建準則第四章選擇合適的器件第四章返回§4.2放大電路中器件的偏置技術幾種常用的偏置技術1.單電阻法缺點：工作點穩定性差2.分壓法缺點：仍存在工作點隨溫度變化的問題3.自給偏壓法缺點：只適用于耗盡型的FET4.混合偏置法第四章返回§4.2放大電路中器件的偏置技術幾種常用的偏置第四章返回集成電路中的偏置技術采用恒流源進行直流偏置采用三極管或恒流源作有源負載第四章返回集成電路中的偏置技術采用恒流源進行直流偏置采用三極第四章返回§4.3放大電路中的信號耦合技術單級放大器中的耦合技術常常采用電容進行信號的耦合第四章返回§4.3放大電路中的信號耦合技術單級放大器中的第四章返回多級放大器中的耦合技術多級放大器的概念將多個單級放大器串接在一起，即可組成一個多級放大器第一級第二級第n級輸入輸出第四章返回多級放大器中的耦合技術多級放大器的概念將多個單級放第四章返回多級放大器中的耦合技術1.阻容耦合優點：各級放大器的靜態工作點互不干擾缺點：無法傳遞直流信號2.直接耦合優點：簡單方便，易于集成缺點：各個放大器的靜態工作點互相干擾，需在電路上采取措施加以改進。3.變壓器耦合優點：可實現阻抗匹配，達到最佳級間配合。缺點：隔直流，且體積笨重，不易于集成。第四章返回多級放大器中的耦合技術1.阻容耦合優點：各級放大器第四章返回多級放大器中電壓放大倍數的求解P111例題4.3.3-1第一級AV1第二級AV2第n級AVnvivovo1vo2第四章返回多級放大器中電壓放大倍數的求解P111例題4.3.第四章返回§4.4電流源及有源負載(1)電流源電路是指電流不隨電壓變化的電路。(2)電流源電路用于模擬集成放大器中，以穩定靜態工作點。

(3)用電流源做有源負載，可獲得增益高、動態范圍大的特性。電流源概述第四章返回§4.4電流源及有源負載(1)電流源電路是指電第四章返回(4)用電流源給電容充電，以獲得線性電壓輸出。(5)電流源還可單獨制成穩流電源使用。(6)在模擬集成電路中，常用的電流源電路有：鏡象電流源、比例電流源、微電流源、多路電流源等。電流源概述第四章返回(4)用電流源給電容充電，以獲得線性電壓輸出。(5第四章返回基本鏡像電流源電路要求電路工作原理三極管T1、T2為對稱管，即其器件參數完全相同。IC2和IR是鏡像關系，且b>>2第四章返回基本鏡像電流源電路要求電路工作原理三極管T1、T2第四章返回改進型鏡像電流源電路工作原理由于有T3存在，IB3將比鏡像電流源中的2IB小1＋β3倍。因此IC2和IREF更加接近。第四章返回改進型鏡像電流源電路工作原理由于有T3存在，IB3第四章返回多路鏡像電流源通過一個基準電流源帶動多個三極管的輸出電流，即可構成多路電流源，即一個基準電流IREF可獲得多個恒定電流。此時，Iom與IR之間的誤差將由原來的（m+1)IB的減小為第四章返回多路鏡像電流源通過一個基準電流源帶動多個三極管的輸第四章返回微電流源在鏡像電流源中接入Re電阻，可以得到一個比基準電流小許多倍的微電流源，適用微功耗的集成電路中。IES1=IES2第四章返回微電流源在鏡像電流源中接入Re電阻，可以得到一個比第四章返回比例電流源在鏡像電流源電路的基礎上，增加兩個發射極電阻，使兩個發射極電阻中的電流成一定的比例關系，即可構成比例電流源。第四章返回比例電流源在鏡像電流源電路的基礎上，增加兩個發射極第四章返回有源負載電路恒流源由于其動態輸出電阻很大，故在電路中可用作放大器的有源負載，從而提高電路的電壓放大倍數。T2、T3組成恒流源，作為T1的有源負載第四章返回有源負載電路恒流源由于其動態輸出電阻很大，故在電路第四章返回§4.5復合管及復合結構電路復合管當兩個三極管組合在一起時，可等效為一個管子，稱為復合管（達林頓管）。兩個相同類型的管子組成的復合管，等效后管子的類型與原類型相同。兩個不同類型的管子組成的復合管，等效后管子的類型取決于第一個管子的類型。第四章返回§4.5復合管及復合結構電路復當兩個三極管組合第四章返回同類型管子組成的復合管ibib2ic1ic2icie第四章返回同類型管子組成的復合管ibib2ic1ic2ici第四章返回互補型管子組成的復合管兩個不同類型的管子組成的復合管，等效后管子的類型取決于第一個管子的類型。第四章返回互補型管子組成的復合管兩個不同類型的管子組成的復合第四章返回組成復合管的原則管內電流方向要一致能組成復合管不能組成復合管第四章返回組成復合管的原則管內電流方向要一致能組成復合管不能第四章返回復合結構電路CECB電路共射和共基放大電路組合在一起，組成復合結構電路，常稱為串接放大器。交流通路第四章返回復合結構電路CECB電路共射和共基放大電路組合在一第四章返回CECB電路交流通路小信號等效電路第四章返回CECB電路交流通路小信號等效電路第四章返回§4.6差分放大差分放大電路及其工作原理電路形式

差分放大電路是由對稱的兩個基本共射放大電路，通過射極公共電阻耦合構成的。

對稱的含義為兩個三極管的特性一致，電路參數對應相等。第四章返回§4.6差分放大差分放大電路及其工作原理電路形第四章返回差分電路的作用抑制零點漂移零點漂移當電路沒有輸入信號時，由于電源電壓或外界環境因素的變化，會使得電路的輸出電壓不為零，而有緩慢而無規則的飄動，這種現象稱為零點漂移。由于外界對電路的干擾是一致的，而電路又是左右對稱的，所以當電路從C1和C2之間輸出時，其干擾相互抵消，故起到消除零點漂移的作用。第四章返回差分電路的作用抑制零點漂移零點漂移當電路沒有輸入信第四章返回差模信號和共模信號差模信號共模信號純差模輸入純共模輸入任意輸入信號都可以分解為差模信號和共模信號之和。第四章返回差模信號和共模信號差模信號共模信號純差模輸入純共模第四章返回輸入輸出方式差分放大電路有兩個輸入端可以實現雙端輸入和單端輸入

差分放大電路可以有兩個輸出端:一個是集電極C1，另一個是集電極C2。從C1和C2輸出稱為雙端輸出，僅從集電極C1或C2

對地輸出稱為單端輸出。。雙入－雙出雙入－單出單入－雙出單入－單出第四章返回輸入輸出方式差分放大電路有兩個輸入端可以實現雙端輸第四章返回靜態分析第四章返回靜態分析第四章返回動態分析對于純差模輸入信號，公共發射極E點相當于交流短路。對于純共模輸入信號：雙端輸出時，差分電路能放大差模信號，抑制共模信號第四章返回動態分析對于純差模輸入信號，公共發射極E點相當于交第四章返回差分放大器的性能表征差分放大器的性能主要可用以下幾個參數表征差模放大倍數AVD：共模放大倍數AVC：共模抑制比CMRR：除此以外，還有輸入輸出電阻、頻響特性等。第四章返回差分放大器的性能表征差分放大器的性能主要可用以下幾第四章返回差模放大倍數當電路為純差模輸入時，其交流通路如下所示：第四章返回差模放大倍數當電路為純差模輸入時，其交流通路如下所第四章返回單端輸出差模放大倍數從C1端輸出從C2端輸出第四章返回單端輸出差模放大倍數從C1端輸出從C2端輸出第四章返回差模輸入輸出電阻差模輸入電阻差模輸出電阻單端輸出雙端輸出第四章返回差模輸入輸出電阻差模輸入電阻差模輸出電阻單端輸出雙第四章返回共模電壓放大倍數當電路為純共模輸入信號時，其交流等效電路為：雙端輸出時單端輸出時共模微變等效電路第四章返回共模電壓放大倍數當電路為純共模輸入信號時，其交流等第四章返回帶恒流源的差分放大電路靜態時，恒流源提供電路直流電源；動態時恒流源等效于阻值很大的電阻。r0為降低共模放大倍數，可采用恒流源替代射極電阻Re。第四章返回帶恒流源的差分放大電路靜態時，恒流源提供電路直流電第四章返回共模輸入輸出電阻共模輸入電阻共模輸出電阻單端輸出雙端輸出第四章返回共模輸入輸出電阻共模輸入電阻共模輸出電阻單端輸出雙第四章返回電路單端輸入時的情況單端輸入可看成是雙端輸入的特例，即可將單端輸入轉換成雙端輸入。假設：單端輸入轉換成雙端輸入時，差模信號為vid，共模信號為vic，與原來單端輸入時相同。此時電路總的輸出電壓為：第四章返回電路單端輸入時的情況單端輸入可看成是雙端輸入的特例第四章返回共模抑制比共模抑制比用來表征電路對共模信號的抑制能力。CMRR越大，表明電路對共模信號的抑制能力越強，抗干擾能力越好。理想時CMRR=。雙端輸出時：因為AVC=0，所以CMRR=單端輸出時：為提高共模抑制比，采用恒流源代替射極公共電阻。第四章返回共模抑制比共模抑制比用來表征電路對共模信號的抑制能圖中縱坐標為傳輸特性曲線P134例4.6.2-1圖中縱坐標為傳輸特性曲線P134第四章返回BJT有源負載差分放大器TI、T2組成差分放大器；T3、T4組成鏡像恒流源，作差分放大器的有源負載。靜態分析第四章返回BJT有源負載差分放大器TI、T2組成差分放大器；第四章返回動態分析純差模輸入純共模輸入雖為單端輸出，但AVD2與雙端輸出相同第四章返回動態分析純差模輸入純共模輸入雖為單端輸出，但AVD幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出幾種輸入輸出方式指標比較輸出方式雙出單出雙出單出4.6.4FET有源負載差分式放大器1.電路組成2.差模增益3.差模輸入電阻4.6.4FET有源負載差分式放大器1.電路組成2.第四章返回4.7反饋反饋的基本概念將電路輸出量的一部分或全部經過一定的電路送回到電路的輸入端，同輸入信號混合后，再將混合后的凈輸入信號去控制輸出，稱為反饋。Xi為輸入信號Xf為反饋信號Xid為凈輸入信號第四章返回第四章返回反饋的分類負反饋正反饋第四章返回瞬時極性法第四章返回在放大電路的輸入端，假設一個輸入信號對地的極性，可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示。按信號傳輸方向依次判斷相關點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則為負反饋；反之為正反饋。例1負反饋瞬時極性法第四章返回第四章返回瞬時極性法例2負反饋例3負反饋例4正反饋第四章返回反饋的分類第四章返回直流反饋：對直流信號的反饋交流反饋：對交流信號的反饋外部反饋：通過外接電路元件來實現反饋內部反饋：由器件內部產生的反饋全局反饋/局部反饋人工反饋/寄生反饋反饋的分類第四章返回第四章返回輸入端引入反饋的方式并聯反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一輸入端串聯反饋：反饋信號和輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個不同輸入端反饋信號與輸入信號以電流的形式進行比較反饋信號與輸入信號以電壓的形式進行比較反饋的基本組態第四章返回第四章返回例題串聯反饋并聯反饋例1例2例3串聯反饋例4并聯反饋第四章返回第四章返回輸出端獲取反饋的方式電壓反饋：反饋信號的取樣對象是輸出電壓，稱為電壓反饋。電流反饋：反饋信號的取樣對象是輸出電流，稱為電流反饋。判別方法將輸出端交流短路，若反饋信號為零，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。可以穩定輸出電壓可以穩定輸出電流第四章返回第四章返回例題例1電壓反饋例2電流反饋例3電流反饋第四章返回第四章返回反饋的四種基本組態將輸入端引入反饋的方式和輸出端獲取的反饋的方式組合起來，可得到以下四種基本反饋組態電壓串聯電壓并聯電流串聯電流并聯第四章返回第四章返回例題例1電壓串聯負反饋例2電壓并聯負反饋例3電流并聯負反饋例4電流串聯負反饋第四章返回第四章返回反饋的基本表達式開環放大倍數反饋系數第四章返回不同反饋類型時，A和F的不同含義不同反饋類型時，A和F的不同含義第四章返回閉環電壓放大倍數負反饋第四章返回第四章返回反饋深度稱為反饋深度當1+AF＞1時，AF＜A，相當于負反饋當1+AF＜1時，AF＞A，相當于正反饋當1+AF＞＞

1時，稱為深度負反饋第四章返回第四章返回深度負反饋條件下的近似計算在深度負反饋條件下，閉環放大倍數可表示為:由此可以得到：對于串聯反饋：入手—虛短對于并聯反饋：入手—虛斷第四章返回第四章返回例題1虛短：同相放大器當R1=時，AVF=1,稱為電壓跟隨器。第四章返回第四章返回例題2虛短：反相放大器虛斷：第四章返回第四章返回例題3虛短：虛斷：第四章返回第四章返回例題4虛短：虛斷：第四章返回引入負反饋的好處和問題第四章返回負反饋的優點1.增加放大倍數的穩定性定性外界影響引入負反饋的好處和問題第四章返回第四章返回負反饋的優點定量加入負反饋后，放大倍數的變化只有原來的1/(1+AF)第四章返回第四章返回2.通頻帶展寬，頻率失真減小負反饋的優點頻率變化將信號頻率的變化看成是一外界變動因素，則：放大倍數隨頻率變化的速度減慢開環幅頻響應閉環幅頻響應第四章返回第四章返回3.非線性失真減小，輸入信號的動態范圍展寬負反饋的優點動畫（9－3）失真的反饋信號，使凈輸入產生相反的失真，從而彌補了放大電路本身的非線性失真。負反饋可以改善放大電路的非線性失真，但是只能改善反饋環內產生的非線性失真。第四章返回第四章返回負反饋的