电子技术基础教程

1、绪论一、本课程的地位、作用与任务根据高等工业学校电子技术基础课程教学基本要求中的规定，本课程是电气信息类（包括原电气类、电子类）、自控类等专业在电子技术方面的入门性质的技术基础课。它的任务是使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识、基本技能，培养学生分析和解决问题的能力，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容，以及为电子技术在专业中的应用打好基础。在学习本课程时，应注意以下几方面的特点：1规律性电子电路是由电子器件和电阻、电容等电路组件按照一定的规律组合而成的，各种复杂的电子电路也都是由若干种基本电子电路组合而成，因此学习时要求熟记一些基本电子电路的结构和特性，并掌握它们的组合规律。 2非线

2、性由于电子线路具有非线性特性，所以必须采用非线性电路的分析方法来分析电子线路。常用的有图解分析法和模型分析法。3工程性对于电子线路的分析与设计，采用精确的分析计算难度较大，往往不必要。因为电子器件的特性和参数分散性较大，而电路组件的参数也有一定的误差，因此工程上通常是先采用近似计算法对电路进行粗略的估算，然后通过实验调试来达到预定的设计要求。4实践性电子技术是一门实践性很强的课程，这主要是因为影响电子电路工作的因素往往非常复杂，难以用简单的模型加以全面而精确的模拟。电子线路实验是学生的重要实践性环节，对于培养和提高独立工作、解决实际问题的能力起着十分重要的作用。通过实验的学习，不仅能使学生具有

3、进行科学实验的动手能力，而且还能培养出一丝不苟、严谨求实的科学研究作风。为了保证实验教学质量，要求：(1)实验前必须认真预习有关内容，弄清实验原理，对所用仪器必须熟悉其使用方法，工程估算内容应在课外完成并经指导教师审阅。(2)实验时要严格遵守实验实验守则，提倡独立思考，对实验中的现象和问题，要多加分析，自行解决，独立的完成实验任务。(3)实验结束后必须及时写好实验报告。二、电子技术发展的四个阶段11906年电子管的问世和1948年晶体管的发明，揭开了电子电路的设计阶段；电子管是电子器件的第一代，在晶体管发明以前的近半个世纪里，电子管几乎是各种电子设备中唯一可用的电子器件。电子技术随后取得的许多

4、成就，如电视、雷达、计算机的发明，都是和电子管分不开的。但电子管在体积、功耗、寿命等方面存在局限性。1948年，贝尔实验室宣布研制成晶体三极管。初期的晶体管是点触式的，制造比较困难，稳定性较差，但它毕竟是时代的标志。1957年，贝尔实验室的d.斯帕克斯发明面结型晶体管，克服了点触式晶体管的缺点，使得问世不久的晶体管的地位巩固下来。晶体管的发明将电子技术推向了一个新的阶段。电子技术在以后取得的许多成就，如集成电路、微处理器和微型计算机等，都是从晶体管发展而来的。21958年集成电路（ic）的诞生，跨入了新一代电路的逻辑设计阶段；1958年，美国得克萨斯仪器公司宣布一种集成的振荡器问世，首次把晶体

5、管和电阻、电容等集成在一块硅片上，构成了一个基本完整的单片式功能电路。1961年，美国仙童公司宣布制成一种集成的触发器。从此，集成电路获得了飞速的发展。集成电路的发明开创了集电子器件与某些电子组件于一体的新局面，使传统的电子器件概念发生了变化。这种新型的封装好的器件体积和功耗都很小，具有独立的电路功能，甚至具有系统的功能。集成电路的发明使电子技术进入了微电子技术时期，是电子技术发展的一次重大飞跃。31975年以后超大规模集成电路（vlsi）的推出，将电子技术引向ic的系统设计与相关的软件设计阶段；4面向21世纪的以微电子为基础、以计算机和通信为媒体的新阶段。三、两个概念与两个定理1信号及其分类

6、信号是信息的载体。由于信号为时间t的函数，故按照t的连续或离散，将信号分为连续信号与离散信号。对于连续信号，当函数值f(t)连续时，称为模拟信号；而当函数值f(t)离散时，称为量化信号。对于离散信号，当函数值f(t)连续时，称为抽样信号；而当函数值f(t)离散时，称为数字信号。2线性电路和非线性电路参数与电压、电流无关的组件称为线性组件（如r、l、c）。由电源和线性组件组合而成的电路，属于线性电路。线性电路的方程是线性代数方程或线性微分（积分）方程。不能用线性方程来描述其特性的电路称为非线性电路，例如大部分含电子器件的电路就属于非线性电路。3叠加定理线性电路中任一支路的电流等于各个源单独作用下

7、所产生的电流之和，称为叠加定理。这里所说的源单独作用，是指对应的其它源应视为零值，即独立电压源短路，独立电流源开路，而全部受控源则必须保留。叠加定理不仅适用于支路电流，也适用于电路任意两点间的电压，因为任意两点间的电压总是可以表示为支路电流的线性组合。4戴维南定理1883年，法国人戴维南提出任一复杂的集总参数含源线性时不变二端网络可等效为一个简单的二端网络。由于1853年德国人亥姆霍兹也曾提出过，因而又称亥姆霍兹戴维南定理。任一线性有源一端口网络，对其余部分而言，可以简化为一个电压源vs和电阻ro相串联的电路。vs的大小等于该一端口网络的开路电压，ro等于该一端口网络内所有独立源均为零值时从埠

8、视入的电阻。使用戴维南定理时，有两个问题必须注意：1）由戴维南定理所得的等效电路，仅对网络的外部电路等效，亦即只适用于计算外部电路的电压和电流，而不适用于计算网络内部的电压和电流。 2）只要一端口网络内部是线性的，外部电路即使是含有非线性组件的非线性电路，戴维南定理同样适用。一个包含独立源而不包含受控源的一端口网络，如果控制和被控制的电压、电流都是一端口网络内部的量，与外部电路没有互控关系，则这个一端口网络可以简化为一个电阻。（叠加定理和戴维南定理是线性电路两个非常重要的定理，一定要熟练掌握。）第一章 半导体二极管和三极管1.1半导体的基本知识1半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，半导体具有

9、光敏、热敏和掺杂特性。2本征半导体（1）在0k时，本征半导体中没有载流子，呈绝缘体特性。（2）温度升高热激发共价键中价电子进入导带自由电子+空穴。（3）两种载流子：导带中的自由电子，电荷极性为负；价带中挣脱共价键束缚的价电子所剩下的空穴，电荷极性为正。（4）热激发条件下，只有少数价电子挣脱共价键的束缚，进入导带形成电子空穴对，所以本征半导体导电率很低。3杂质半导体（1）两种杂质半导体：型-掺入微量五价元素；型-掺入微量三价元素。（2）两种浓度不等的载流子：多子-由掺杂形成，少子-由热激发产生。（3）一般情况下，只要掺入极少量的杂质，所增加的多子浓度就会远大于室温条件下本征激发所产生的载流子浓度

10、。所以，杂质半导体的导电率高。（4）杂质半导体呈电中性。 4半导体中载流子的运动方式（1）漂移运动-载流子在外加电场作用下的定向移动。（2）扩散运动-因浓度梯度引起载流子的定向运动。1.2结的形成及特性1结的形成（1）当型半导体和型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使区和区中原来的电中性条件破坏了。区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在区和区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我

11、们所说的结。图（1）浓度差使载流子发生扩散运动 （2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。（3）区一侧呈现负电荷，区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由区指向区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。图（2）内电场形成 （4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：一是内电场将阻碍多子的扩散，二是p区和n区的少子一旦靠近pn结，便在内电场的作用下漂移到对方，使空间电荷区变窄。（5）因此，扩散运动使空间电荷区加宽，内电场增强，有利于少子的漂移而不利于多子的扩散；而漂移运

12、动使空间电荷区变窄，内电场减弱，有利于多子的扩散而不利于少子的漂移。当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，交界面形成稳定的空间电荷区，即结处于动态平衡。观看动画2结的单向导电性（1）外加正向电压（正偏）在外电场作用下，多子将向结移动，结果使空间电荷区变窄，内电场被削弱，有利于多子的扩散而不利于少子的漂移，扩散运动起主要作用。结果，区的多子空穴将源源不断的流向区，而区的多子自由电子亦不断流向区，这两股载流子的流动就形成了结的正向电流。 观看动画（2）外加反向电压（反偏）在外电场作用下，多子将背离结移动，结果使空间电荷区变宽，内电场被增强，有利于少子的漂移而不利于多子的扩散，漂移运动起主要作用。漂移

13、运动产生的漂移电流的方向与正向电流相反，称为反向电流。因少子浓度很低，反向电流远小于正向电流。当温度一定时，少子浓度一定，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和电流。 观看动画 1.3半导体二极管1半导体二极管按其结构的不同可分为点接触型、面接触型和平面型这样几类。2伏安特性 它可划分为三个部分： （1）正向特性(外加正向电压)当正向电压超过某一数值后，二极管才有明显的正向电流，该电压值称为导通电压，用th表示。在室温下，硅管的th约为0.5v，锗管的th约为0.1v。当流过二极管的电流比较大时，二极管两端的电压几乎维持恒定，硅管约为0.60.8（通常取0.7），锗管约为0.20.3v

14、（通常取0.2）。（2）反向特性(外加反向电压)在反向电压小于反向击穿电压的范围内，由少数载流子形成的反向电流很小，而且与反向电压的大小基本无关。由二极管的正向与反向特性可直观的看出：二极管是非线性器件；二极管具有单向导电性。（3）反向击穿特性当反向电压增加到某一数值br时，反向电流急剧增大，这种现象叫做二极管的反向击穿。3电容效应：势垒电容与扩散电容4主要参数器件的参数是其特性的定量描述，是我们正确使用和合理选择器件的依据。（1）正向-最大整流电流f（2）反向-反向击穿电压br14 二极管及其应用电路1分析方法： 二极管是一种非线性器件，因而由二极管构成的电路一般要采用非线性电路的分析方法。

15、（1）图解分析法其步骤为：把电路分为线性和非线性两部分；在同一坐标上分别画出非线性部分的伏安特性和线性部分的特性曲线；由两条特性曲线的交点求电路的和。（2）模型分析法（非线性器件线性化处理）理想二极管模型-正向导通时，压降为0；反向截止时，电流为0。恒压降模型-当二极管工作电流较大时，其两端电压为常数（通常硅管取0.7v，锗管取0.2v）。 交流小信号模型-若电路中除有直流电源外，还有交流小信号，则对电路进行交流分析时，二极管可等效 为交流电阻 rd=26mv/idq (idq为静态电流）2二极管应用电路（1）限幅电路-利用二极管单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点组成，将信号限定在某一范

16、围中 变化，分为单限幅和双限幅电路。多用于信号处理电路中。（2）箝位电路-将输出电压箝位在一定数值上。 （3）开关电路-利用二极管单向导电性以接通和断开电路，广泛用于数字电路中。 （4）整流电路-利用二极管单向导电性，将交流信号变为直流信号，广泛用于直流稳压电源中。 （5）低电压稳压电路-利用二极管导通后两端电压基本不变的特点，采用几只二极管串联，获得3v以下输 出电压1.5特殊二极管1稳压二极管（1）工作原理稳压管是一种特殊的二极管，它利用结反向击穿后特性陡直的特点，在电路中起稳压作用。稳压管工作在反向击穿状态。 （2）主要参数：稳定电压z、稳定电流z、最大工作电流zm和最大耗散功率zm2发

17、光二极管 发光二极管是一种将电能转化为光能的特殊二极管。发光二极管简写成了，其基本结构是一个结，它的特性曲线与普通二极管类似，但正向导通电压 一般为12，正向工作电流一般为几几十毫安。3光电二极管光电二极管又叫光敏二极管，是一种将光信号转换为电信号的特殊二极管。4变容二极管 利用二极管结电容随反向电压的增加而减少的特性制成的电容效应显著的二极管。多于高频技术中。1.6半导体三极管1半导体三极管的结构（1）半导体三极管从结构上可分为npn型和pnp型两大类，它们均由三个掺杂区和两个背靠背的pn结构成，但两类三极管的电压极性和电流方向相反。（2）三个电极：基极 b、集电极 c、和发射极 e。从后面

18、工作原理的介绍中可以看到，发射极和集电极的命名是因为它们要分别发射与接收载流子。（3）内部结构特点：发射区的掺杂浓度远大于集电区的掺杂浓度；基区很薄，且掺杂浓度最低。（4）三个区作用：发射区发射载流子、基区传输和控制载流子、集电区收集载流子。2电流的分配和控制作用（1）条件 内部条件：三极管的结构。外部条件：发射结正偏、集电结反偏。 对npn型：c b e si管：be=0.7v ge管：be=0.2v 对pnp型：c bep）（2）非平衡载流子在基区内的扩散与复合由发射区注入基区的电子，使基区内少子的浓度发生了变化，即靠近发射结的区域内少子浓度最高，以后逐渐降低，因而形成了一定的浓度梯度。于

19、是，由发射区来的电子将在基区内源源不断地向集电结扩散。另一方面，由于基区很薄，且掺杂浓度很低，因而在扩散过程中，只有很少的一部分会与基区中的多子（空穴）相复合，大部分将到达集电结。（3）集电区收集载流子由于集电结外加反向电压，集电结的内电场被加强，有利于该结两边少子的漂移。流过集电极的电流c，除了包括由基区中的热平衡少子电子通过集电结形成的电子电流cn2和集电区中的热平衡少子空穴通过集电结形成的空穴电流cp所组成的反向饱和电流cbo以外，还包括由发射区注入到基区的非平衡少子自由电子在基区通过边扩散、边复合到达集电结边界，而后由集电结耗尽层内的电场将它们漂移到集电区所形成的正向电子传输电流cn1

20、，因此c=cn1+cn2+cp=cn1+cbo式中cbocn2+cp基极电流由以下几部分组成：通过发射结的空穴电流ep，通过集电结的反向饱和电流cbo以及en转化为cn1过程中在基区的复合电流（en-cn1），即b=ep+（en-cn1）-cbo观看动画（3）电流分配关系在众多的载流子流中间，仅有发射区的多子通过发射结注入、基区扩散和复合以及集电区收集三个环节，转化为正向受控作用的载流子流ic，其它载流子流只能分别产生两个结的电流，属于寄生电流。为了表示发射极电流转化为受控集电极电流ic的能力，引入参数，称为共基极电流传输系数。其定义为=ce令（），称为共射极电流传输系数。3各极电流之间的关系

21、 ecb（1）共基接法(e对c的控制作用) ce +cbo b（1-）e -cbo（2）共射接法(b对c的控制作用) cb +ceo e（1+）b +ceo ceo（1+）cbo4共射极电路的特性曲线(以npn型管为例)（1）输入特性曲线 b=f(be，ce )输入特性曲线是指当ce为某一常数时，b和be之间的关系。特点：ce=0的输入特性曲线和二极管的正向伏安特性曲线类似；随着ce增大，输入特性曲线右移；继续增大ce，输入特性曲线右移很少。在工程上，常用ce=1时的输入特性曲线近似代替ce1v时的输入特性曲线簇。（2）输出特性曲线输出特性曲线是指当b为某一常数时，c和ce之间的关系，可分为三

22、个区：截止区：发射结反偏，集电结反偏，发射区不能发射载流子，b0，c0。放大区：发射结正偏，集电结反偏。其特点是：be0.7v(或0.2v)，b0，c与b成线性关系,几乎与 ce无关。饱和区：发射结正偏，集电结正偏，随着集电结反偏电压的逐渐减小（并转化为正向偏压），集电结的空间电荷 区变窄，内电场减弱，集电结收集载流子的能量降低，c不再随着b作线性变化，出现发射极发射有 余，而集电极收集不足现象。其特点是：ce很小，在估算小功率管时，对硅管可取0.3v（锗0.1v）。 对pnp型管，由于电压和电流极性相反，所以特性在第三象限。5主要参数电流放大倍数，集电极最大允许电流cm，集电极耗散功率pcm

23、，反向击穿电压（br）ceo等基本要求 正确理解：pn结的形成及单向导电性 熟练掌握：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数 熟练掌握：双极型三极管特性及主要参数 能够查阅电子器件相关手册 第二章 基本放大电路和多级放大电路2.1基本放大电路的组成1放大的原理和本质（以共发射极放大电路为例）交流电压i通过电容1加到三极管的基极，从而使基极和发射极两端的电压发生了变化：由bebe i，由于pn结的正向特性很陡，因此be的微小变化就能引起e发生很大的变化：由ee+ e，由于三级管内电流分配是一定的，因此b和c作相同的变化，其中cc +c。c流过电阻c，则c上的电压也就发生变化：由rcrc +rc

24、。由于ce=cc-rc，因此当电阻c上的电压随输入信号变化时，ce也就随之变化，由cece+ce，ce中的变化部分经电容2传送到输出端成为输出电压o。如果电路参数选择合适，我们就能得到比i大得多的o。所以，放大作用实质上是放大器件的控制作用，是一种小变化控制大变化。2放大电路的特点交直流共存和非线性失真3放大电路的组成原则 正确的外加电压极性、合适的直流基础、通畅的交流信号传输路径2.2 放大电路的分析1放大电路的两种工作状态（1）静态：输入为0，b、c、ce都是直流量。（2）动态：输入不为0，电路中电流和电压都是直流分量和交流分量的叠加。保证在直流基础上实现不失真放 大。2放大电路的分析步骤

25、（1）先进行静态分析：用放大电路的直流通路。 直流通路：直流信号的通路。放大电路中各电容开路即可得到。（2）在静态分析的基础上进行动态分析：用放大电路的交流通路。 交流通路：交流信号的通路。放大电路中各电容短接，直流电源交流短接即可得到。2.3图解分析法1静态分析（1）先分析输入回路首先把电路分为线性和非线性两部分，然后分别列出它们的端特性方程。在线性部分，其端特性方程为beccb*b将相应的负载线画在三极管的输入特性曲线上，其交点便是所求的（bq，bq）。（2）再分析输出回路用同样的方法，可得到输出回路的负载线方程（直流负载方程）为ceccc*c将相应的负载线（直流负载线，斜率为1/rc）画

26、在三极管的输出特性曲线上，找到与b=bq相对应的输出特性曲线，其交点便是所求的（cq，ceq）。2动态分析 交流负载线：是放大电路有信号时工作点的轨迹，反映交、直共存情况。其特点为过静态工作点q、斜率为 1/（rc/rl）。3放大电路的非线性失真及最大不失真输出电压（1）饱和失真：静态工作点偏高，管子工作进入饱和区（npn管，输出波形削底；pnp管，输出波形削顶）（2）截止失真：静态工作点偏低，管子工作进入截止区（npn管，输出波形削顶；pnp管，输出波形削底）（3）最大不失真输出电压vom 如图 vom1=vce-vces 且因为iceo趋于0 ， vom2=cq*（c/l） 所以vom为v

27、om1及vom2中较小者，以保证输出波形不失真。4图解分析法的特点图解分析法的最大特点是可以直观、全面地了解放大电路的工作情况，并能帮助我们理解电路参数对工作点的影响，并能大致估算动态工作范围，另外还可帮助我们建立一些基本概念，如交直流共存、非线性失真等。2.4小信号模型分析法指导思想：在一定条件下，把半导体三极管所构成的非线性电路转化为线性电路。1半导体三极管的小信号模型（1）三极管小信号模型的引出，是把三级管作为一个线性有源双口网络，列出输入和输出回路电压和电流的关系，然后利用取全微分或泰勒展开的方法得到参数小信号模型。（2）关于小信号模型的讨论：小信号模型中的各参数，如be、均为微变量，

28、其值与静态工作点的位置有关，并非常数。受控电流源的大中、流向取决于b小信号模型适用的对象是变化量，因此电路符号不允许出现反映直流量或瞬时总量的大下标符号。2用h参数小信号模型分析共射基本放大电路（1）画出小信号等效电路方法：先画出放大电路的交流通路（电容及电源交流短接），然后将三极管用小信号模型代替。（2）求电压放大倍数（3）求输入电阻（4）求输出电阻例1.电路如图所示，已知三极管的=100，vbe=-0.7v（1）试计算该电路的q点；（2）画出简化的h参数小信号等效电路；（3）求该电路的电压增益av，输入电阻ri,输出电阻ro。（4）若vo中的交流成分出现如图所示的失真现象，问是截止失真还是

29、饱和失真？为消除此失真，应调节电路中的哪个组件，如何调整？解：(1)b=cc/b=40ace=-(cc-c.c)=-4v(2)步骤：先分别从三极管的三个极（b、e、c）出发，根据电容和电源交流短接，画出放大电路的交流通路；再将三极管用小信号模型替代；并将电路中电量用瞬时值或相量符号表示，即得到放大电路的小信号等效电路。注意受控电流源的方向。（图略）(3)be=200+(1+)26ma/eq =857v=-(c/l)/be=-155.6(4)因为eb=-i+cb1=-i+eb从输出波形可以看出，输出波形对应s正半周出现失真，也即对应eb减小部分出现失真，即为截止失真。减小b，提高静态工作点，可消

30、除此失真。例2.电路如图所示为一两级直接耦合放大电路，已知两三极管的电流放大倍数均为，输入电阻为be，电路参数如图，计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：本放大电路为一两级直接耦合放大电路，两极都是共集电极组态。计算其性能指针时，应注意级间的相互影响。（1）求电压放大倍数 v=o/i画出放大电路的小信号等效电路。v1=o1/i=（1+）（re1/rl1）/be+（1+）（re1/rl1）v2=o/o1=（1+）（re2/rl）/be+（1+）（re2/rl）v=o/i=v1*v2其中：rl1为第一级放大电路的负载电阻，rl1=be+（1+）（re2/rl）（2）输入电阻riri=

31、i/ii=rb1/be+（1+）（re1/rl1）（3）输出电阻roro=re2/（be+ro1）/（1+）其中：ro1为第一级放大电路的输出电阻，ro1=re1/（be+（rb1/rs）/（1+）2.5放大电路的工作点稳定问题偏置电路：一是提供放大电路所需的合适的静态工作点；二是在环境温度、电源电压等外界因素变化时，保持静态工作点的稳定。1温度对放大电路静态工作点的影响vbe、cboc 静态工作点变化，可能导致放大电路输出波形失真。2稳定静态工作点方法：在放大电路中引电流负反馈（常用射极偏置电路）、采用补偿法。3射极偏置电路稳定静态工作点的过程：（1）利用b1和b2组成的分压器以固定基极电位

32、；（2）利用e产生的压降反馈到输入回路，改变be，从而改变c。2.6共射极电路、共集电极电路和共基极电路特点1共射极电路 共射极电路又称反相放大电路，其特点为电压增益大，输出电压与输入电压反相，低频性能差，适用于低频、和多级放大电路的中间级。2共集电极电路共集电极电路又称射极输出器、电压跟随器，其特点是：电压增益小于1而又近似等于1，输出电压与输入电压同相，输入电阻高，输出电阻低，常用于多级放大电路的输入级、输出级或缓冲级。3共基极电路电路特点：输出电压与输入电压同相，输入电阻底，输出电阻高，常用于高频或宽频带电路。2.7放大电路的频率响应1频率响应的基本概念（1）频率响应：放大电路对不同频率

33、的稳态响应。（2）频率失真：包括幅度失真和相位失真，均属于线性失真。2rc低通电路的频率响应（1）幅频响应：（2）相频响应：=-argtg(h) 3rc高通电路的频率响应rc高通电路与rc低通电路成对偶关系。4波特图为了能同时观察到低频和高频段幅频变化特性，在绘制幅频特性曲线时，通常横坐标和纵坐标均采用对数坐标形式，称之为波特图。5放大电路存在频率响应的原因放大电路存在容抗组件（例如外接的耦合电容、旁路电容和三极管的极间电容），使的放大电路对不同频率的输出不同。通常外接电容可以等效为rc高通电路，因而影响下限频率，而三极管的极间电容可以等效为rc低通电路，因而影响上限频率。第三章 放大电路中的

34、反馈3.1反馈的基本概念与分类反馈在电子电路系统中得到了极其广泛的应用，通过引入反馈，可以改善放大电路的许多性能。一、什么是反馈所谓反馈就是把放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的电路形式（反馈网络）回送到它的输入回路，从而对放大电路的输入信号进行自动调节的过程。1.反馈的框图2.死循环放大电路与开环放大电路。3.如何判断一个电路是否存在反馈?（方法）二、正反馈和负反馈根据反馈极性的不同，可将反馈分为正反馈和负反馈。如何判别电路的反馈极性-瞬时极性法 常见放大器件的瞬时极性关系： bjt由基极输入信号，则各极相位关系(a)图， bjt由发射极输入信号，则各极相位关系(b)图，

35、 运放各极相位关系（c）图。三、直流反馈、交流反馈与交直流反馈 方法：电容观察法：若反馈通路有隔直电容则为交流反馈；若反馈通路有旁路电容则为直流反馈；若反馈通路 无电容，则为交直流反馈。 四、根据反馈信号所联系的放大电路级数有本级反馈和级间反馈。五、四种基本反馈类型（1）根据反馈对输出量取样对象的不同，分为电压反馈和电流反馈 方法：将uo=0（或负载rl短接），若xf=0，则为电压反馈；反之则为电流反馈。（2）根据反馈信号与输入信号在输入端叠加方式的不同，分为串联反馈和并联反馈 方法：将反馈点接地，若xi仍能输入至放大电路则为串联反馈；反之则为并联反馈。（3）综合上述两点，反馈分为电压串联、电

36、流串联、电压并联、电流并联四种类型。 3.2负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式一、负反馈放大电路的方框图1、基本放大电路的放大倍数a2、反馈网络的反馈系数f二、负反馈放大电路的一般表达式1、一般表达式反馈放大电路的输出信号与输入信号之比，称为反馈放大电路的放大倍数，或称为死循环放大倍数，即f（） 2、反馈深度（1+af）3.3负反馈对放大电路性能的改善一、提高放大倍数的稳定性放大电路中引入负反馈后，在输入信号（vi或ii）为定值时，电压负反馈能稳定输出电压，电流负反馈能稳定输出电流。也就是说，负反馈能使放大倍数（指广义的放大倍数）稳定。二、扩展频带 三、减小非线性失真四、抑制噪声和干扰五

37、、改变输入和输出电阻输入电阻：串联负反馈使输入电阻增加，并联负反馈使输入电阻减小输出电阻：电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增大放大电路中反馈类型的判别方法和对放大电路性能的影响反馈类型定义判别方法对放大电路性能的影响电压反馈反馈信号从输出电压取样，即与o成正比反馈网络与基本放大电路在输出回路并接；反馈信号的取样对象是输出电压；或令o=0（将负载l短接）,反馈信号不复存在电压负反馈能稳定输出电压o，减小输出电阻电流反馈反馈信号从输出电流取样，即与o成正比反馈网络与基本放大电路在输出回路串接；反馈信号的取样对象是输出电流；或令o=0（将负载l短接）,反馈信号依然存在电流负反馈能稳定输

38、出电流o，增加输出电阻串联反馈反馈信号f与输入信号i在输入回路串接输入信号与反馈信号在不同节点引入（例如三极管b和e极，或运放的反向端和同向端）串联负反馈增加输入电阻并联反馈 反馈信号f与输入信号i在输入回路并接输入信号与反馈信号在同一节点引入（例如三极管b极，或运放的反向端）并联负反馈减小输入电阻直流反馈反馈信号为直流信号直流通路中存在反馈直流负反馈稳定静态工作点交流反馈反馈信号为交流信号交流通路中存在反馈交流负反馈改善放大电路性能正反馈反馈信号使净输入信号加强串联反馈时，作用于不同节点的i和f信号的瞬时极性相反并联反馈时，作用于同一节点的i和f信号的瞬时极性相同使放大倍数增加，电路工作可能

39、不稳定负反馈反馈信号使净输入信号削弱串联反馈时，作用于不同节点的i和f信号的瞬时极性相同并联反馈时，作用于同一节点的i和f信号的瞬时极性相反 使放大倍数减小，且改善放大电路的性能本级反馈反馈信号返送到本级输入回路反馈信号与本级输出回路有联系本级负反馈改善本级放大电路的性能级间反馈反馈信号返送到前面输入级的输入回路反馈信号与后级输出回路有联系级间负反馈改善放大电路各项性能 3.4负反馈放大电路的分析方法分析负反馈放大电路，常用的方法有小信号模型分析法、近似计算法和方框图法三种。在此，只讨论近似计算法。一、深度负反馈放大电路的特点在深度负反馈的情况下，反馈信号xf和外加输入信号近似xi相等，净输入

40、信号xid0。二、常用方法 公式法、虚短和虚断概念（参阅难点和重点）。 三、计算举例例1:判断如图电路的反馈类型解：（1）利用瞬时极性法判断反馈极性 设t1管基极有一瞬时增量 vi(vb1)vc1(-)vc2ve1 因为，t1管vb1,ve1 所以，t1管的净输入电压ube减小,所以，为负反馈. （2） 从采样端，利用输出短接法。将输出端vo短接，则无反馈量影响输入信号，所以为电压负反馈。 （3）从比较端，由于反馈信号是以电压形式影响输入信号，所以为串联负反馈。 结论：电压串联负反馈。例2：判断如图电路的反馈类型解：（1）判断反馈极性设输入信号vi即 t1基极有一个瞬时增量vb1vc1（-）v

41、e2（-）使流过反馈电阻的电流if增加，消减了t1的基极电流，所以为负反馈。（2）从采样端，vo端接，由于t2发射极电流存在，所以仍有反馈量影响输入信号，所以为电流负反馈。（3）从比较端，由于反馈信号是以电流并联形式影响输入信号，所以为并联负反馈。结论：电流并联负反馈。例3：图如例1，在深度负反馈条件下，估算电压放大倍数vf=vo/ vi。 解：在深度负反馈条件：由于已判别是串联负反馈，所以 i=f vf=o/i=1/（）反馈网络：忽略cf的影响 所以，v=f/o=e1/(e1+f)所以，vf=(e1+f)/e 例4：电路如图，在深度负反馈条件，估计电压放大倍数vf=o/s解：（1）判断反馈类

42、型i(b)c（-）所以，f上流过电流削弱流入三极管的输入电流，即为负反馈；又由反馈信号以电流形式影响输入，为并联反馈；在采样端将l短接，则无反馈信号影响输入，所以为电压反馈；即，电压并联负反馈。（2）估算vf 在深度负反馈条件，i=fvf=o/s=o/（is）=o/（fs）=1/（g*s）反馈网络g=f/o=-1/f所以，vf=-f/s 例5：电压串联负反馈放大电路和电路参数如图所示，设晶体管为3dg6d，60，rbe1.8k，试近似计算死循环电压放大倍数avf。解：反馈网络由f和e1组成，反馈类型为电压串连负反馈。 e1上的电压为反馈电压f，fo e1/（e1f）反馈系数 f/o e1/（e

43、1f）1/101死循环电压放大倍数 vfo/io/f101例6：电流并联负反馈放大电路和电路参数如图所示，试近似估算死循环电压放大倍数vfs。解：反馈网络由f和e2组成，反馈类型为电流串联负反馈，流经f上的电流为反馈电流f反馈系数 if/c2-e2/（fe2）死循环电压放大倍数vfso/s -c2（c2|l）（is） （-c2f ）（c2|l）s （fe2） e2（c2|l）s2.513.5负反馈放大电路的稳定问题负反馈可以改善放大电路的性能指针，但是负反馈引入不当，会引起放大电路自激。一、产生自激振荡的原因与条件当信号频率大大低于或高于中频范围时，因电路中耦合电容、旁路电容、管子的结电容、布线电容等影响， 使的附加相移达到，原来中频段的反馈变为正反馈。且当幅值|1时，就产生自激。 只有在三级或三级以上的反馈电路中才有可能产生自激，且反馈深度愈大，愈易产生自激。 二、稳定性判剧 1 要使电路稳定工作,必须破坏产生自激的条件。即： 当 20lg|=0 db时 ；当