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第四章場(chǎng)效應(yīng)管及應(yīng)用電路建議學(xué)時(shí):4~6學(xué)時(shí)知識(shí)點(diǎn)理解場(chǎng)效應(yīng)管的分類;理解場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理;(重點(diǎn))了解場(chǎng)效應(yīng)管的曲線和參數(shù);描述場(chǎng)效應(yīng)管的各種應(yīng)用。描述場(chǎng)效應(yīng)管的偏置;計(jì)算FET工作參數(shù);(重點(diǎn))場(chǎng)效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)兩類,按照導(dǎo)電溝道形成機(jī)理不同,MOS管可分為增強(qiáng)型和耗盡型兩類;按導(dǎo)電類型又可分為N溝道場(chǎng)效應(yīng)管和P溝道場(chǎng)效應(yīng)管兩類利用輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出回路電流的半導(dǎo)體器件。由于場(chǎng)效應(yīng)管幾乎僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電,故又稱單極型晶體管。4.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管
4.1.1結(jié)構(gòu)與符號(hào)(b)4.1.2工作原理1.直流偏置N溝道JFET正常工作時(shí)常接成共源電路,即以源極為公共端,漏極與源極之間應(yīng)加正電壓,即uDS>0,使N溝道中的多數(shù)載流子(電子)在電場(chǎng)的作用下由源極向漏極運(yùn)動(dòng),形成漏極電流iD。由于導(dǎo)電溝道的寬度,也就是溝道的導(dǎo)電能力,可以由柵極電壓控制,為了控制漏極電流,柵極與源極之間加負(fù)電壓,即uGS<0,使柵極與溝道間的PN結(jié)處于反偏狀態(tài),因此柵極電流iG≈0,(1)uGS對(duì)iD的控制作用首先假設(shè)uDS=0。當(dāng)uGS由0向負(fù)值增大時(shí),反向偏置加大,耗盡層變寬,導(dǎo)電溝道變窄,溝道電阻增大當(dāng)
uGS
進(jìn)一步增加到某一數(shù)值時(shí),兩側(cè)耗盡層相遇,溝道被耗盡層完全夾斷,導(dǎo)電溝道的寬度為零,如圖4-1-3(b)所示。使兩側(cè)耗盡層正好相遇時(shí)的柵源電壓稱為夾斷電壓,用UGS,off表示。(2)uDS對(duì)iD的影響當(dāng)uGS=0時(shí),導(dǎo)電溝道最寬,溝道電阻最小,在一定uDS作用下的iD也最大。若一開(kāi)始當(dāng)uDS=0,則iD=0。但隨著uDS的逐漸增大,一方面iD隨之增大;另一方面,當(dāng)iD流過(guò)溝道時(shí),沿著溝道產(chǎn)生電壓降,使溝道各點(diǎn)電位不再相等,沿溝道從源極到漏極逐漸增加,在源端PN結(jié)的反向電壓為0(最?。诼┒薖N結(jié)的反向電壓為uDS(最大),這使得耗盡層從源端到漏端逐漸加寬,形成源端較寬、漏端較窄的楔形溝道,并使溝道電阻有所增大。隨著uDS的進(jìn)一步增大,漏端區(qū)的溝道變得更加狹窄。當(dāng)uDS增大到
UGS,off
(即uGD=UGS,off)時(shí),漏端區(qū)的耗盡層相遇,如圖4-1-4(b)所示,這種情況稱為預(yù)夾斷,2.特性曲線(1)輸出特性JFET的輸出特性是指當(dāng)柵源電壓uGS為某一定值時(shí),漏極電流iD與漏源電壓uDS之間的關(guān)系,如圖4-1-6(a)所示為某N溝道JFET的輸出特性曲線。P溝道JFET器件工作原理相同,但是極性相反。JFET的工作情況可分為4個(gè)區(qū)域,可變電阻區(qū)、恒流區(qū)或飽和區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)。①可變電阻區(qū)在uGS>uGS,off,uGD>uGS,off時(shí),漏極電流iD隨uDS呈線性增加,輸出特性按線性上升,D、S極間等效為一個(gè)線性電阻,而阻值的大小與所固定的uGS有關(guān),當(dāng)uGS越小,iD隨uDS增長(zhǎng)越慢,等效電阻越大,這個(gè)工作區(qū)域稱為可變電阻區(qū)。②恒流區(qū)當(dāng)uGS>uGS,off,uGD<uGS,off時(shí),導(dǎo)電溝道在漏極附近開(kāi)始被夾斷(預(yù)夾斷),特性曲線近似為一族平行于橫軸的直線,此時(shí)柵極到漏極之間的反向偏置電壓使得耗盡層變大到足以抵消uDS增大的影響,使iD基本不變,這個(gè)工作區(qū)域稱為恒流區(qū)③截止區(qū)當(dāng)uGS≤uGS,off時(shí),導(dǎo)電溝道被全部夾斷,該區(qū)域稱為夾斷區(qū)或截止區(qū),為輸出曲線靠近橫軸的區(qū)域。④擊穿區(qū)當(dāng)uDS進(jìn)一步增加,iD快速增大,可能擊穿造成器件不可逆的損壞,這個(gè)工作區(qū)域稱為擊穿區(qū)。(2)轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性是指當(dāng)漏源電壓uDS為某一定值時(shí),漏極電流iD與柵源電壓uGS的關(guān)系,如圖4-1-6(b)所示。從該曲線上直接可以讀出夾斷電壓UGS,off和漏極飽和電流IDSS,該曲線直觀地反映了uGS對(duì)iD的控制作用。低頻跨導(dǎo)(互導(dǎo))gm低頻跨導(dǎo)gm是指在uDS為某一固定值時(shí),漏極電流的微小變化?ID與對(duì)應(yīng)的輸入電壓變化量?UGS之比,即4.2增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管
絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管是由金屬(metal)、氧化物(oxide)和半導(dǎo)體(semiconductor)組成的,稱為MOSFET,簡(jiǎn)稱MOS管MOS管也有N溝道和P溝道兩類,其中每一類又可分成增強(qiáng)型和耗盡型兩種。所謂“增強(qiáng)型”:指uGS=0時(shí),沒(méi)有導(dǎo)電溝道,即iD=0,而必須依靠柵源電壓uGS的作用,才形成感生溝道的FET,稱為增強(qiáng)型FET。所謂“耗盡型”:指uGS=0時(shí),也會(huì)存在導(dǎo)電溝道,iD≠0的FET,稱為耗盡型FET4.2.1結(jié)構(gòu)與符號(hào)4.2.2工作原理N溝道增強(qiáng)型MOS管不存在原始導(dǎo)電溝道,即使漏源之間加電壓,漏極電流iD≈0。當(dāng)柵源極間加上一定的uGS(uGS>0)時(shí),構(gòu)成了漏源極之間的N型導(dǎo)電溝道。使導(dǎo)電溝道(反型層)開(kāi)始形成時(shí)的柵源電壓稱為開(kāi)啟電壓UGS,th。顯然,如果uGS再進(jìn)一步增大,反型層即N溝道將加寬,即可以用uGS來(lái)控制導(dǎo)電溝道的寬窄4.3耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管
4.3.1結(jié)構(gòu)與符號(hào)它與N溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)基本相同,不過(guò)制造時(shí),在SiO2絕緣層中摻入大量的正離子,則可在P型襯底表面感應(yīng)出一個(gè)N型層,預(yù)先形成導(dǎo)電溝道。各種場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性對(duì)比4.4場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路
4.4.1自偏壓電路柵源極之間的直流偏壓UGS是由場(chǎng)效應(yīng)管的自身電流ID流過(guò)RS產(chǎn)生的,故稱該電路為自偏壓電路這種偏壓方式只適用JFET、耗盡型MOSFET,不適用于增強(qiáng)型MOSFET4.4.2分壓式自偏壓電路4.4.3共源放大電路1.微變等效電路【例11】場(chǎng)效應(yīng)管分壓式自偏壓電路如圖4-4-5所示,其中RG1=100k
,RG2=20k
,RG3=1M
,RD=10k
,RS=2k
,RL=10k
,VDD=18V,場(chǎng)效應(yīng)管的IDSS=5mA,UGS,off=
4V。求電路的Au,Ri和Ro知識(shí)梳理與總結(jié)FET分別為JFET和MOSFET兩大類。每類都有兩種溝道類型,而MOSFET又分為增強(qiáng)型和耗盡型(JFET屬耗盡型),故共有6種類型FET(圖4-1)。JFET和MOSFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)有較大差別,但內(nèi)部的溝道電流都是多子漂移電流。一般情況下,該電流與
、
都有關(guān)。FET是電壓控制電流器件。在FET放大電路中,UDS的極性取決于FET的溝道性質(zhì),N溝道時(shí)為正,P溝道時(shí)為負(fù);為了建立合適的偏置電壓UGS,不同類型的FET,對(duì)偏置電壓的極性有不同要求:JFET的UGS與UDS極性相反,增強(qiáng)型MOSFET的UGS與UDS極性相同,耗盡型MOSFET的UGS可正、可負(fù)或?yàn)榱恪?/p>
由于FET具有輸入阻抗高、噪聲低(如JEFT)等一系列優(yōu)點(diǎn),若FET和BJT結(jié)合使用,就可大大提高和改善電子電路的某些性能指標(biāo)。習(xí)題4.3、4.5、4.6、4.9、4.10、4.12第五章
功率放大電路建議學(xué)時(shí):2~4學(xué)時(shí)知識(shí)點(diǎn)了解功率放大器的特點(diǎn)和主要研究對(duì)象;了解功率放大器的分類;了解功放管的選擇方法;掌握甲類、乙類、甲乙類的概念;(重點(diǎn))熟練掌握OCL電路的工作原理及其性能分析;(重點(diǎn))熟悉交越失真的概念及克服交越失真的方法;正確估算功率放大電路的輸出功率和效率。(重點(diǎn))5.1多級(jí)放大電路在實(shí)際應(yīng)用中,要放大的信號(hào)往往很微弱,比如電視機(jī),收音機(jī)所接受的電視信號(hào)和電臺(tái)信號(hào),要放大這種微弱信號(hào),一級(jí)放大電路很難滿足,因此,實(shí)用放大電路中常選擇多個(gè)基本放大電路并將它們合理連接構(gòu)成多級(jí)放大電路5.1.1級(jí)間耦合方式組成放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí),級(jí)與級(jí)之間的連接稱為耦合1.阻容耦合級(jí)與級(jí)之間用電容連接起來(lái),稱為阻容耦合2.直接耦合將前一級(jí)的輸出端直接連接到后一級(jí)的輸入端,稱為直接耦合5.1.2多級(jí)放大電路的性能分析Ri=Ri1Ro=Ron【思考與討論】1.判斷圖5-1-8所示各兩級(jí)放大電路中T1和T2管分別組成哪種基本接法的放大電路。設(shè)圖中所有電容對(duì)于交流信號(hào)均可視為短路5.2功率放大電路概述5.2.1功率放大電路的分類功率放大電路按放大器中三極管靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的不同,可以分為甲類、甲乙類、乙類、丙類、丁類等等。甲類指功率放大電路通常將工作點(diǎn)設(shè)置在交流負(fù)載線的中點(diǎn),放大管在整個(gè)輸入信號(hào)周期內(nèi)都導(dǎo)通,有電流流過(guò)。甲類功放的導(dǎo)通角θ為360°。甲類放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置較高,始終有較大直流電流IC,消耗一定的電源功率,因此效率低下,理想甲類功放的最高效率也只能達(dá)到50%。實(shí)際的甲類放大器的效率通常在10%以下。乙類功率放大電路通常將工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū),放大管在整個(gè)輸入信號(hào)周期內(nèi)僅有半個(gè)周期導(dǎo)通,有電流流過(guò),當(dāng)輸入信號(hào)為0V時(shí),放大器就會(huì)因?yàn)檫M(jìn)入截止區(qū)而輸出為0。乙類功放的導(dǎo)通角θ為180°。乙類功率放大電路無(wú)輸入時(shí)靜態(tài)電流為0,功放管不消耗功率,效率較高,但波形失真嚴(yán)重甲乙類功率放大電路介于甲類和乙類之間,通常將工作點(diǎn)設(shè)置在放大區(qū)內(nèi),但很接近截止區(qū),放大管在整個(gè)輸入信號(hào)周期內(nèi)有大半個(gè)周期導(dǎo)通,有電流流過(guò)。甲乙類功放的導(dǎo)通角為180°≤θ≤360°。靜態(tài)功耗效率介于甲類和乙類之間5.2.2功率放大電路的要求1、要盡可能大的輸出功率輸出功率
Po是指供給負(fù)載的信號(hào)功率。功率放大電路在輸入正弦信號(hào)且輸出基本不失真的情況下,負(fù)載上能夠獲得的最大交流功率,稱為最大輸出功率Pom2、效率
要盡可能高智慧職教:物聯(lián)網(wǎng)硬件基礎(chǔ)2-模塊4單元1-功率放大電路的性能指標(biāo)-視頻功率放大器的輸出功率是由直流電源提供的,設(shè)直流電源在提供輸出功率為PV,功放管的損耗功率為PVT5.3乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路5.3.1OCL電路由于電路的輸出不經(jīng)電容耦合,直接接至負(fù)載,所以命名為OCL電路。由于沒(méi)有直流偏置電壓(VB=0),只有信號(hào)電壓才能驅(qū)動(dòng)三極管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)信號(hào)處于正半周時(shí),VT2截止,VT1發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通,有電流iL通過(guò)負(fù)載RL。而當(dāng)信號(hào)處于負(fù)半周時(shí),VT1截止,VT2發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通,仍有電流iL通過(guò)負(fù)載RL。即該電路實(shí)現(xiàn)了在靜態(tài)時(shí)管子不取電流,而在有信號(hào)時(shí),VT1和VT2輪流導(dǎo)通使輸出不失真的功能。此電路實(shí)際上是一種推挽式電路。由于兩個(gè)管子互補(bǔ)對(duì)方的不足,工作性能對(duì)稱,所以該電路也稱為互補(bǔ)對(duì)稱電路。為分析方便起見(jiàn),設(shè)BJT是理想的,兩管完全對(duì)稱,其導(dǎo)通電壓UBE=0,飽和壓降UCES=
0,因兩管子的靜態(tài)電流很小,所以可以認(rèn)為靜態(tài)工作點(diǎn)在橫軸上,如圖中所標(biāo)的Q點(diǎn)。則放大器的最大輸出電壓振幅為VCC,最大輸出電流振幅為VCC
RL,且在輸出不失真時(shí)始終有ui=
uo。VCESiC1QVCCvCE1OiB
=常數(shù)
Icm1Vcem1VCESiC1QvCEOiB
=常數(shù)
IcmVcemiC2OVCES2Vcem2Icm【例5.2】功放電路如圖5-3-1(a)所示,設(shè)VCC=12V,RL=8Ω,BJT的極限參數(shù)為ICM=2A,=30V,PCM=5W。試求:最大輸出功率Pom值,并檢驗(yàn)所給BJT是否能安全工作?5.交越失真由于三極管沒(méi)有靜態(tài)電流,當(dāng)輸入信號(hào)ui低于三極管的閾值電壓時(shí),在輸入電壓正負(fù)半周交替處,三極管VT1和VT2都截止,iC1和iC2基本為零,負(fù)載RL上無(wú)電流通過(guò),出現(xiàn)一段死區(qū),如圖5-3-4(b)所示。這種現(xiàn)象稱為交越失真。本章小結(jié)
功率放大電路研究重點(diǎn)是如何在允許的失真情況下,盡可能提高輸出功率和效率。功率放大電路按其晶體管導(dǎo)通時(shí)間不同,可分為甲類、乙類、甲乙類和丙類等四種。與甲類功率放大電路相比,乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高,在理想情況下,其最大效率約為78.5%由于BJT輸入特性存在死區(qū)電壓,工作在乙類的互補(bǔ)對(duì)稱電路將出現(xiàn)交越失真,習(xí)題5.4、5.5、5.8、5.9、5.10建議4、5章進(jìn)行小測(cè)和講評(píng)建議學(xué)時(shí):4~6學(xué)時(shí)第六章
運(yùn)算放大器及負(fù)反饋電路知識(shí)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(shí)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(gè)高增益的直接耦合放大器,它一般由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路等四部分組成輸入級(jí):輸入級(jí)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(hào),輸入級(jí)都采用具有恒流源的差動(dòng)放大電路,又稱差動(dòng)輸入級(jí),它的兩個(gè)輸入端分別構(gòu)成整個(gè)電路的同相輸入端和反相輸入端。中間級(jí):中間級(jí)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(jí),一般由一級(jí)或多級(jí)放大器構(gòu)成。輸出級(jí):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(jí)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(hào)集成運(yùn)放有兩個(gè)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(gè)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(gè)輸入端分別稱為同相輸入端u+和反相輸入端u-;一個(gè)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(gè)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(jiǎn)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(jiǎn)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(guò)反饋機(jī)構(gòu)反過(guò)來(lái)送回到它的輸入端,與原來(lái)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(hào),反饋網(wǎng)絡(luò)的功能是傳輸反饋信號(hào),兩者構(gòu)成一個(gè)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(hào),Xo為輸出信號(hào),Xf是反饋信號(hào),Xi’是基本放大電路的凈輸入信號(hào)?;痉糯箅娐稟實(shí)現(xiàn)信號(hào)的正向傳輸,反饋網(wǎng)絡(luò)F則將部分或全部輸出信號(hào)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(kāi)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(duì)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(hào)與原輸入信號(hào)在同一輸入節(jié)點(diǎn),則為并聯(lián)反饋;若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)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(hào)送回到輸入回路與原輸入信號(hào)共同作用后,對(duì)凈輸入信號(hào)的影響有兩種結(jié)果:一種是使凈輸入信號(hào)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(hào)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(shí)極性法先假定輸入信號(hào)瞬時(shí)對(duì)地有一正向(或負(fù)向)的變化,即瞬時(shí)電位升高(用“↑”表示)時(shí),相應(yīng)的瞬時(shí)極性用“(+)”表示;然后按照信號(hào)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(jí)放大器的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)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(hào)的瞬時(shí)極性,從而判斷反饋信號(hào)是加強(qiáng)還是削弱輸入信號(hào)。若為加強(qiáng)(即凈輸入信號(hào)增大)則反饋為正反饋,若為削弱(即凈輸入信號(hào)減小)則反饋為負(fù)反饋?!纠?.6】用瞬時(shí)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(hào)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(duì)象決定。
在電壓反饋放大電路中,反饋信號(hào)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(hào)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(hào)也隨之為0,則為電壓反饋;若反饋信號(hào)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(hào)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(hào)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(shí),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(duì)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(dòng)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(hào)源內(nèi)阻較小(電壓源)---串聯(lián)負(fù)反饋信號(hào)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(shí),放大器電壓增益要基本穩(wěn)定。(5)當(dāng)信號(hào)源為電流源時(shí)輸出信號(hào)(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(gè)具有高增益的直接耦合多級(jí)放大電路。通常由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)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(guò)程稱為反饋。電路中常用的負(fù)反饋有四種組態(tài):電壓串聯(lián)負(fù)反饋,電壓并聯(lián)負(fù)反饋,電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋??梢酝ㄟ^(guò)觀察法,輸出短路法和瞬時(shí)極性法等方法判斷電路反饋類型。負(fù)反饋可以全面改善放大電路的性能,包括:提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性,減小非線性失真,抑制噪聲,擴(kuò)展頻帶,改變輸入、輸出電阻等。在深負(fù)反饋條件下,可用“虛短”、“虛斷”法估算電路的閉環(huán)增益習(xí)題6.6建議學(xué)時(shí):2`4學(xué)時(shí)第七章
基本運(yùn)算放大器電路知識(shí)點(diǎn)理解理想運(yùn)放的特性。理解幾類基本運(yùn)算電路的工作原理;(重點(diǎn))理解比較器的工作原理;(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(shí)的特點(diǎn)。7.1線性應(yīng)用電路7.1.1基本運(yùn)算電路1.比例運(yùn)算電路(1)反相輸入比例運(yùn)算電路(2)同相輸入比例運(yùn)算電路【思考與討論】電路中的R2應(yīng)怎樣選擇?為什么?【例7.1】電路如圖所示,試求當(dāng)R5的阻值為多大時(shí),才能使uo=-55ui?!緦?shí)際電路應(yīng)用】——濕度測(cè)量電路濕度傳感器廣泛應(yīng)用于電子灶等食品烹調(diào)器的濕度檢測(cè)、空調(diào)器的濕度檢測(cè)等諸多領(lǐng)域,利用集成濕度傳感器HM1500測(cè)試濕度后,其輸出電壓和相對(duì)濕度
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