负反馈放大电路教学难点六步曲

1、负反馈放大电路教学难点六步曲     摘要：负反馈放大电路是中等职业学校电子线路课程中的一个教学重点，同时又是教学难点。在学生基础差的情况下，如何突出重点，突破难点？笔者在多年的教学实践中做了些思考、探讨、尝试，简称为负反馈放大电路教学难点六步曲，与同行分享。 关键词：交、直流通路；元件；单级反馈与多级反馈 中图分类号：04 文献标识码：A文章编号：1673-0992（2010）11-0000-01 一、准确判断交、直流通路。 直流通路和交流通路是对电子线路进行定量分析时的一种简化等效方法，也是一种很实用的方法。教材在知识体系编排时大多将直流通路和交流通

2、路放在放大器的直流分析和交流分析两节中。我们在组织教学时，往往顾此失彼，只注重其在分析放大电路中的应用，却忽略了其在分析在其它电路中的应用。准确判断交、直流通路的等效方法也恰恰是进行反馈分析的重要基础。让学生明白直流反馈是发生在直流通路中的反馈，交流反馈是发生在交流通路中的反馈。这里需要说明的是，在分析反馈的直流通路和交流通路时，元件的取舍与分析放大器的直流通路和交流通路时并非完全相同。比如，在分析等效直流通路时，对放大器而言，只要把耦合电容和旁路电容、电压源看成开路或短路，电感短路就行了；分析反馈时，除了上述方法外，还可开路掉所有没有流过偏置电流的元件。 如下图1是典型的分压式电流负反馈偏置

3、电路。我们在对其进行放大分析和反馈分析时的交、直流通路分别如图2和图3所示。显而易见，后者要比前者简单。 二、正确识别反馈元件。 判断电路是否存在反馈元件是判断有无反馈的基本方法，而准确地识别反馈元件又是判断反馈类型和极性的基本条件。可是，大部分电子线路教材都没有说明识别反馈元件的方法，采用直接告诉反馈元件方式，如果照本宣科，学生只能是知其然不知其所以然，无法灵活运用。 若用电路的直流通路和交流通路，就很容易找到反馈元件。以上图3为例，图3（a）中Ib和Ic都流过了Re，因此电阻Re上存在着直流输出量向输入量的回送，即直流反馈；图3（b）中，ib和ic都流过Re，因此电阻Re上也存在着交流输出

4、量向输入量的回送，即交流反馈。 推而广之，如果在经过等效后的直流通路中，输入和输出回路的直流偏置电流都流过了同一公共元件，则这个公共元件既为直流反馈元件，就可以产生直流反馈；如果在经过等效后的交流通路中，输入和输出信号电流回路之间也有一公共元件或连接两回路的元件，则这些元件就是交流反馈元件，就能够产生交流反馈。上图2和图3是输入和输出回路存在公共元件的电路，下图4则是两回路之间存在连接元件Rb的电路。 三、判断反馈极性，确定正、负反馈。 判别电路反馈的极性用瞬时极性法。应用这个方法的前提是让学生首先要找到闭环，其中包括基本放大器的正向通道以及反馈电路的回流通道。由于学生在前面学习放大器的原理时

5、已初步形成了一种思维模式，误认为电压反馈等同于电流反馈。容易将电压反馈的正常向通道与电流反馈的正向通道混为一团。只有当学生准确无误地识别出反馈元件并能深刻理解输入、输出和公共极的概念时，才能轻松准确地找到反馈放大的闭环。 在对三极管的三种组态即三极管三种连接方法的讲述时我们知道，其连接方式不同时，输入、输出和公共极就随之发生变化，根据三极管的哪根引脚交流接地，就可以知道是哪种连接方式。不同的连接方式形成的电路性质不同。下表给出了三种不同联接方式中放大器输入、输出和公共极同三极管实际电极之间的关系。 表1 三种联接方式中的电极对应关系输入极公共极输出极共发射极组态基极b发射极e集电极c共集电极组

6、态基极b集电极c发射极e共基极组态发射极e基极b集电极c 反馈元件在电路中连接方式不同，结果不同。反馈元件的一端若是接在放大器的输出极，判断反馈极性时使用的正向通道就与放大器电压放大的正向通道相同，如图4所示；反馈元件若接在放大器的公共极，而与输出极并无联系，如图3，判断反馈极性时的正向通道就要从输入极找到公共极，而不是输出极。由上述分析知道，判别反馈极性也必须立足于先找准反馈元件。其简便易记顺口的表述为：如果反馈元件从输出极取出反馈量，则是电压反馈；如果从公共极取出反馈量就是电流反馈。如果反馈元件将反馈量送到输入极，则是并联反馈；如果将反馈量送到公共极就是串联反馈。 四、判断单级反馈与多级反

7、馈。 对于单级放大器的反馈大部分学生容易理解接受，但对多级放大器中的跨级反馈，以及如何区分哪些是属于单级反馈，哪些是属于多级反馈则感到困惑不解。我的体会是把多级放大器看成是一个整体，让学生尝试把第一级放大器的输入回路看成是整体的输入回路，把最后一级放大器的输出回路看成是整体的输出回路，然后采用与单级放大器类似的方法一级级地分析多级反馈。图5是一个两级放大器，既有单级反馈又有跨级反馈。如果分别画出两个单级放大器的交流通路，不难看出第一级的反馈元件是R1，第二级的反馈元件是R6。如果把两级放大器的交流通路看成是一个整体放大器的交流通路，那么可以清楚看出R4一端接在整体放大器的输入回路，一端接在整体

8、放大器的输出回路。因此，R4是产生两级反馈的反馈元件。 五、判断直流反馈与交流反馈。 确定反馈之后，再判定直流反馈与交流反馈，让学生明白交直、接流反馈的异同点，相同点是都是反馈，其概念相同，在一个电路中交、直流反馈可以相互伴生，即在一个电路中可以既有直流反馈同时又有交流反馈；不同点是直流反馈发生在直流偏置电路，交流反馈发生在交流信号通道中，有直流反馈并不一定就有交流反馈，反之亦然要。 由于电容具有隔直流通交流的作用，图4电路中既有直流反馈又有交流反馈，但产生交流反馈的元件是Rb，产生直流反馈的元件是Rc。因为Rb越小，交流反馈量越大，也就是说反馈系数越高。但改变Rb只能改变直流偏置电流的绝对大

9、小，对稳定静态工作点的作用并不明显。而增大Rc却能有效地抑制Ic的漂移，所以说产生直流反馈的元件是Rc。又比如图5电路中的R4，既能产生直流反馈又能产生交流反馈。如果在R4支路中串入隔直耦合电容，那么就只有交流反馈而没有了直流反馈。如果在R6两端并联一只旁路电容，就只有了直流反馈而没有了交流反馈。 六、运算放大电路反馈的分析随着单元电路的集成化，运算放大器在模拟电路中用得越来越多。 而运算放大器在作放大应用时是必须加负反馈的。因此，在教学中教会学生如何分析运算放大器的反馈是非常必要的。由于运算放大器的开环增益很大，为了提高放大的稳定性，同时也为了提高带负载的能力，都要借助电压负反馈。因此，运算放大器一般不采用电流反馈。因为是负反馈，所以反馈元件只能接到反相输入端，而不能接到同相输入端。当输入信号从反相端输入时，形成的是电压并联负反馈；当信号从同相端输入时，形成的是电压串联负反馈。为了方便学生采用统一的反馈分析方法，可以将多级放大器的反馈分析用到运算放大器中来：把运算放大器看成是多级放大器的一个整体，把运算放大器的三个端子（两个输入端