建議學(xué)時：4~6學(xué)時第六章

運(yùn)算放大器及負(fù)反饋電路知識點(diǎn)熟悉集成運(yùn)算放大電路的組成、基本特性及主要參數(shù)；掌握反饋的基本概念、類型；理解理想運(yùn)放的特性。（重點(diǎn)）掌握反饋放大電路的組成、基本類型；掌握反饋的判斷方法；（重點(diǎn)）熟悉集成運(yùn)放的傳輸特性及集成運(yùn)放工作在線性區(qū)和非線性區(qū)時的特點(diǎn)。6.1集成運(yùn)算放大器6.1.1集成運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)1.集成運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)集成運(yùn)算放大器的內(nèi)部實(shí)際上是一個高增益的直接耦合放大器，它一般由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路等四部分組成輸入級：輸入級是提高運(yùn)算放大器質(zhì)量的關(guān)鍵部分，要求其輸入電阻高。為了能減小零點(diǎn)漂移和抑制共模干擾信號，輸入級都采用具有恒流源的差動放大電路，又稱差動輸入級，它的兩個輸入端分別構(gòu)成整個電路的同相輸入端和反相輸入端。中間級：中間級通常是共發(fā)射極放大電路，其主要作用是提供足夠大的電壓放大倍數(shù)，故又稱電壓放大級，一般由一級或多級放大器構(gòu)成。輸出級：主要作用是輸出足夠的電流以滿足負(fù)載的需要，要求輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。一般由電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器組成，以降低輸出電阻，提高運(yùn)放的帶負(fù)載能力和輸出功率。偏置電路：為各級提供合適的工作點(diǎn)及能源的。2.集成運(yùn)算放大器電路符號集成運(yùn)放有兩個輸入端分別稱為同相輸入端uP（或u+）和反相輸入端uN（或u—），一個輸出端uo。其中的“

”、“+”分別表示反相輸入端和同相輸入端。6.2.2理想集成運(yùn)放1.集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放有兩個輸入端分別稱為同相輸入端u+和反相輸入端u-；一個輸出端uo。集成運(yùn)放的輸出電壓與輸入電壓差（同相輸入端和反相輸入端之間的差值電壓）之間的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性從特性曲線圖中可以看出，集成運(yùn)放分為線性放大區(qū)（稱為線性區(qū)）和非線性區(qū)（稱為飽和區(qū)）兩部分3.“虛短”和“虛斷”概念理想集成運(yùn)算放大器線性工作區(qū)的特點(diǎn)是存在著“虛短”和“虛斷”兩個概念。反相端與同相端其電壓幾乎相等，近似于短路又不是真正短路，我們將此稱為虛短路，簡稱“虛短”流入集成運(yùn)算放大器同相端和反相端的電流幾乎為零，所以稱為虛斷路，簡稱“虛斷”6.3反饋放大電路6.3.1反饋的基本概念1.反饋的組成把系統(tǒng)輸出量的一部分或全部，經(jīng)過反饋機(jī)構(gòu)反過來送回到它的輸入端，與原來的輸入量共同控制該系統(tǒng)，這種連接方式稱為反饋。引入反饋的放大電路稱為反饋放大電路，它由基本放大電路A和反饋網(wǎng)絡(luò)F構(gòu)成。基本放大電路的功能是放大輸入信號，反饋網(wǎng)絡(luò)的功能是傳輸反饋信號，兩者構(gòu)成一個閉合環(huán)路反饋放大電路中，Xi是反饋放大電路的原輸入信號，Xo為輸出信號，Xf是反饋信號，Xi’是基本放大電路的凈輸入信號?；痉糯箅娐稟實(shí)現(xiàn)信號的正向傳輸，反饋網(wǎng)絡(luò)F則將部分或全部輸出信號反向傳輸?shù)捷斎攵恕纠?.2】判斷下圖是否存在反饋2.反饋的參數(shù)【例6.3】某反饋放大器的方框圖如圖6-3-3所示，已知其開環(huán)電壓增益Au=2000，反饋系數(shù)Fu=0.0495。若輸出電壓Uo=2V，求輸入電壓Ui、反饋電壓Uf及凈輸入電壓Ui′UfUi′AuFuUiUo圖6-3-3例6.3圖6.3.2反饋的類型1.直流反饋與交流反饋僅在放大電路直流通路中存在的反饋稱為直流反饋。直流反饋影響放大電路的直流性能，如可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。

僅在放大電路交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。交流反饋影響放大電路的交流性能，如增益、輸入電阻、輸出電阻及帶寬等。

在放大電路交直流通路中均存在的反饋，稱為交直流反饋【例6.4】判斷下圖中反饋為直流反饋還是交流反饋？2.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋是針對基本放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端的連接方式而言的。串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷方法一：在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加，為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。

串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷方法二：若反饋信號與原輸入信號在同一輸入節(jié)點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋；若反饋信號與原輸入信號不在同一輸入節(jié)點(diǎn)，則為串聯(lián)反饋?！纠?.5】判斷下列電路中反饋類型是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋？3.正反饋和負(fù)反饋反饋信號送回到輸入回路與原輸入信號共同作用后，對凈輸入信號的影響有兩種結(jié)果：一種是使凈輸入信號的變化得到增強(qiáng)，這種反饋稱為正反饋；另一種是使凈輸入信號的變化得以削弱，這種反饋稱為負(fù)反饋。正反饋和負(fù)反饋的判斷方法為：瞬時極性法先假定輸入信號瞬時對地有一正向（或負(fù)向）的變化，即瞬時電位升高（用“↑”表示）時，相應(yīng)的瞬時極性用“（+）”表示；然后按照信號先放大后反饋的傳輸途徑，根據(jù)放大器在中頻區(qū)有關(guān)電壓的相位關(guān)系，依此得到各級放大器的輸入信號與輸出信號的瞬間電位是升高還是降低，即極性是“（+）”還是“（

）”，最后推出反饋信號的瞬時極性，從而判斷反饋信號是加強(qiáng)還是削弱輸入信號。若為加強(qiáng)（即凈輸入信號增大）則反饋為正反饋，若為削弱（即凈輸入信號減?。﹦t反饋為負(fù)反饋?！纠?.6】用瞬時極性法判斷如圖6-3-7（a）、（b）、（c）、（d）所示電路的反饋是正反饋還是負(fù)反饋4.電壓反饋和電流反饋電壓反饋與電流反饋反映的是反饋信號與輸出回路之間的關(guān)系，即電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對象決定。

在電壓反饋放大電路中，反饋信號取自輸出電壓，并與之成比例；在電流反饋放大電路中，反饋信號取自輸出電流，并與之成比例。

判斷電壓反饋與電流反饋的常用方法（“輸出短路法”）：假定輸出電壓為0，若反饋信號也隨之為0，則為電壓反饋；若反饋信號不為0，則為電流反饋。

判斷電壓反饋與電流反饋的直觀法：若反饋信號由反饋網(wǎng)絡(luò)直接取自輸出端，則為電壓反饋；若反饋信號由反饋網(wǎng)絡(luò)取自非輸出端，則為電流反饋。即判斷放大電路是電壓反饋還是電流反饋時，只需觀察反饋網(wǎng)絡(luò)與輸出節(jié)點(diǎn)5.負(fù)反饋放大器的組態(tài)【例6.7】試指出反饋網(wǎng)絡(luò)由哪些元件構(gòu)成，判斷電路的反饋極性和反饋組態(tài)【例6.8】試指出反饋網(wǎng)絡(luò)由哪些元件構(gòu)成，判斷電路的反饋極性和反饋組態(tài)6.3.3負(fù)反饋對放大電路性能的影響1.提高增益的穩(wěn)定性2.減小非線性失真3.擴(kuò)展通頻帶4.改變輸入電阻和輸出電阻（1）串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，閉環(huán)放大器的輸入電阻5.放大電路中引入負(fù)反饋的一般原則下面幾點(diǎn)要求可以作為引入負(fù)反饋的一般原則。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)---直流負(fù)反饋改善動態(tài)性能--交流負(fù)反饋。輸出電壓要穩(wěn)定或輸出電阻要小---電壓負(fù)反饋輸出電流要穩(wěn)定或輸出電阻要大---電流負(fù)反饋。輸入電阻要大---串聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻要小---并聯(lián)負(fù)反饋。信號源內(nèi)阻較?。妷涸矗?--串聯(lián)負(fù)反饋信號源內(nèi)阻較大（電流源）---并聯(lián)負(fù)反饋【例6.9】如圖所示電路，為了實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)要求，試選擇合適的負(fù)反饋形式。（1）要求直流工作點(diǎn)穩(wěn)定。（2）輸入電阻要大。（3）輸出電阻要小。（4）負(fù)載變化時，放大器電壓增益要基本穩(wěn)定。（5）當(dāng)信號源為電流源時輸出信號（電壓或電流）要基本穩(wěn)定。本章小結(jié)集成運(yùn)算放大器是一個具有高增益的直接耦合多級放大電路。通常由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路四部分構(gòu)成。將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），以一定的方式送回到輸入回路的過程稱為反饋。電路中常用的負(fù)反饋有