第四章 多级放大器和负反馈放大器 第二讲 负反馈放大器-【单招零距离】电子电工专业综合（下）

总复习方案·参考答案 四、分析计算题 【实战演练】 1.多级放大电路的三种耦合方式及各自的特点为： 一、选择题 阻容耦合：结构简单，成本低：不能放大直流信号和变化 1.C2.A3.A4.D5.B6.D 缓慢的交流信号，不适宜于集成化：各级静态工作点独 二、判断题 立：不能实现阻抗匹配；主要应用于交流小信号放大， 1.×2.× 3./4./ 5.×6.× 变压器耦合：实现阻抗匹配，提高传输效率和输出功率； 三、填空题 不能放大直流信号和变化缓慢的交流信号，体积大、笨 1.一部分 全部 输人端 重，不适宜于集成化：各级静态工作点独立：主要应用于 2.基本放大器 反馈电路 低频功率放大，中频调谐放大。 3.200.009 直接耦合：能放大直流信号和变化缓慢的交流信号，易 4.电流减小 于集成化：存在零点漂移：各级静态工作点相互影响：主 5.正反馈负反馈 电压反馈 电流反馈 要应用于高保真交直流放大，主要应用于集成电路。 串联反馈 并联反馈 2.(1)略 6.下降宽 大 小 (2)1a1=7.75(uA)1=17(uA) 7.400.99 1o1=0.62(mA)1a=1.36(mA) 四、分析计算题 Vea1=7.5(V)Vca=7.1(V) L.(a)Rn、R电压并联交直流负反馈R,电流串联 (3)略 交直流负反馈(b)电流并联负反馈 (4)Av=5189r:=3.1(k2) r。=7.5(k2) (c)电压串联负反馈(d)电流并联负反馈 第二讲 负反馈放大器 2.(1)1a=38(uA)1cQ=1.9(mA) Vco=8.2(V) 【变式训练】 (2)r,=41.27(k2)r。=21.8(2)(3)A.=0.98 1.(1)略(2)路(3)10=20(A)1cQ=1(mA) 3.(1)电压负反馈b1,c3 Vca=8.7(V) (2)并联负反馈b1ca (4)re=1.6(kn)r1=38.9(k2)r。=0.3(k2) (3)电流负反馈e:e Av=0.82 (4)串联负反馈e1、ea 2.(1)Io1=1a=40(A)Ica:=1ca=2(mA) (5)电压并联负反馈b1,c3 VeEal =4(V)VCEo:=6(V) (6)电流串联负反馈e1e (2)A.1=-96.6A2=0.99A.=-95.6 4.(1)略(2)略(3)Io=20(A)Ie=1(mA) (3)r.=0.92(k2)r。=56.55(2) Vca=8.7(V)(4)r,=38.6(kn) 3.D4.B r。=0.3(kn)Av=0.83 5.(1)直流负反馈(2)电压串联负反馈 第五章 直接耦合放大器和 (3)电压串联负反馈(4)电流并联负反馈6.C 7.(1)Io=10(uA) Ico =1(mA)Vcgo =3(V) 集成运算放大器 (2) 第一讲 直接耦合放大器 【变式训练】 RD C 【实战演练】 (3)r1=167.97(kn)r=6(k2)A1=-100 一、选择题 (4)re=167.97(kn)re=34(2)At=0.99 1.C2.A3.C 二、判断题 1.×2./3.×4./ 5./6.× 三、填空题 1.零点漂移2.前后级电位配合 零点漂移 3.共模4.6mV7mV60mV 5.零输入时零输出引人共模负反馈 ·246·单招零距离·电子电工专业综合 第二讲 负反馈放大器 考纲要求 1.反馈及其分类。 了解 2.射极输出器的应用。 掌握 射极输出器的静态工作点、电压放大倍数，输人电阻和输出电阻的计算。 理解 负反馈对放大器性能的影响。 熟悉 射极输出器的特点。 熟练掌握 共发射极放大电路中反馈类型的判别，并能定性分析其作用 知识梳理 1.负反馈放大器 (1)反馈：是指从放大器的输出端把输出信号的一部分或全部通过一定的方式送回到放大器 输人端的过程。 (2)反馈电路：由电阻或电容等元件组成的反馈信号传送电路。 (3)反馈放大器的方框图（如图2一4一6所示） 输入 放大器A 输出 反馈电路F 图2一4-6 图中是输入信号，U。是输出信号，4是反馈信号。 (4)反馈的种类、定义、作用、判别方法（见表2一4一2）。 表2-4-2 项目 种类 定义 作用 判别方法 正反馈 反馈信号起到增强输人信号作用 使放大倍数增大，能产生自激振 按反馈极 的反馈 荡 瞬间极 性不同 负反馈 反馈信号起到削弱输人信号作用 稳定放大器的静态工作点，改善 性法 的反馈 放大器的各项性能 直流反馈 反馈支路能通过直流信号的反馈 稳定放大器的静态工作点 按反馈信号 交直流 性质不同 通路法 交流反馈 反馈支路能通过交流信号的反馈 改善放大器的动态性能 ·62· 总复习方案·第四部分 电子线路 (续表) 电压反馈 反馈信号与输出电压成正比的反 馈 稳定输出电压，降低输出电阻 按反馈信号 输出 取得方式 反馈信号与输出电流成正比的反 短路法 电流反馈 馈 稳定输出电流，提高输出电阻 串联反馈 反馈信号与输入信号串联相接的 提高输人电阻，适宜接电压信号 按反馈信号与 反馈 源 输入 输入信号的连 短路法 接方式不同 并联反馈 反馈信号与输入信号并联相接的 降低输入电阻，适宜接电流信号 反馈 源 (5)负反馈对放大器性能的影响： ①放大倍数下降，但放大倍数的稳定性提高。 ②改善了放大器的频率特性，即放大器的频率特性变得平坦，也就是通频带展宽了。 ③减小了放大器的波形失真（非线性失真）。 ④改变了放大器的输入、输出电阻。 a.输入电阻的改变：串联反馈：r个并联反馈：r￥。 b.输出电阻的改变：电压负反馈：。，恒压源；电流负反馈：r。个，恒流源。 信号源内阻R、和负载电阻R的大小直接影响反馈效果，要想得到较强的负反馈，不同的反馈 对R。和R的要求不同（见表2一4一3）。 表2-4-3 种类 种类 项目 申联反馈 并联反馈 项目 电流反馈 电压反馈 对信号源 对负载电 内阻R,的要求 越小越好 越大越好 阻R的要求 越小越好 越大越好 向输入端输 从输出端 送的信号 电压 电流 取出的信号 电流 电压 2.射极输出器 (1)射极输出器是共集电极电路，又称为射极跟随器。 (2)射极输出器电压放大倍数略小于1，电压跟随特性好，输入阻抗高、输出阻抗低，而且具有 一定的电流放大能力和功率放大能力。 (3)射极输出器的反馈元件为R。反馈类型为电压串联负反馈，且反馈系数为1。 (4)射极输出器（如图2一4一7所示），常用的计算公式： +V ①静态工作点的计算： V。-VEa Igo-Rp+(1+B)R: Ica =BI ga VBa=VG-IoRg≈V。-IcgRg ②动态参数的计算： =R.∥[r+(1+)(R。∥R)] r=R∥R∥R+n 1+3 图2-4-7 A,=1+m(R∥R) re+(1+B)(R.∥R) ·63 单招零距离·电子电工专业综合 (5)射极输出器的应用 输人级：当放大器与高阻抗的信号源（或高阻输出的放大器）连接时，通常采用射极输出器作 为输人级，以提高放大器的输入阻抗，提高信号的有效输入。 输出级：将射极输出器用作输出级，以减小放大器的输出阻抗，可以提高带负载能力。 隔离级：射极输出器可以作为隔离级，以减小前后电路的相互影响。 阻抗变换器：将射极输出器用作阻抗变换器，当放大器与低阻抗负载（如扬声器）连接时，会出 现阻抗不匹配，在放大器与低阻抗负载之间接一射极输出器，就可解决阻抗匹配的问题。 3.三种组态电路性能比较表（见表24一4） 表2-4-4 接法 共发射极 共集电极 共基极 性能 o Ace 电路 最大=R∥ 小r=Ri∥Ra∥r [r+(1+)(R。∥R)] 最小n=R∥干B 最小r。=R。∥ ro 大r。=R R∥r+r 最大r。=R 1+3 A 大A=B 大A=1+B 小A=是B 小A.= A 大A=-BR:∥R (1+D(R。∥R) 大A=月R∥R r.+(1+)(R.∥R) A 大 较小 较小 飞与飞的 反相 同相 相位关系 常用阻抗变换以及输人级、输 常用于高频放大，宽频放大，振 应用 应用广泛 出级和隔离级 荡器及恒流源电路 题型讲解 【例1】一拾音器等效为带内阻R.的信号源u,其内阻R,=10k,U,=200mV。求： (1)若负载R=1kn直接接到拾音器，如图2一4一8(a)所示，求负载上获得的输出电压U。 (2)若将负载R=1kQ经过射极输出器后再接拾音器，如图2一4一8(b)所示，其中V为硅管， 求负载上获得的输出电压U。 (3)将上面两式的结果进行比较，可得到什么结论？ ·64· 总复习方案·第四部分电子线路 +Vee a 图2-4-8 【分析】本题主要利用射极输出器高输入阻抗，实现阻抗匹配，使负载上获得尽可能大的输 出电压。 【解】(I)U。=R+R 1 RV.=10+×200=18.2(mV) (2)10= V。-VE=12-0.7≈2.3(mA) a. 196+1 n=30+1+m0m=300+1+10)2器≈1.4kn) 6mV r=R.∥[r+(1+)(R.∥R)]=400∥[1.4+(1+100)(1∥11)]≈46(kn) A,=,a+B(R∥R) c+I+B(R∥R)≈0.97 46 R十，U,A=464年10×200×0.97≈159(mV) U。=R (3)在接入射极输出器后，输出电压远远高于直接接负载时的电压，说明利用射极输出器高输 入阻抗，实现阻抗匹配，使负载上获得尽可能大的输出电压。 【点拨】当放大器与低阻抗负载（如扬声器）连接时，会出现阻抗不匹配，输出功率低；在放大 器与低阻抗负载之间接一射极输出器，就可解决阻抗匹配的问题，输出功率明显提高。 【变式训练】1.如图2一4一9所示单级放大器，已知三极管的3=50，电阻R一200k2,R =100k2,R1=3002,R2=3k2,R=3kn,Ve=12V,VE=0.7V,信号源的内阻R,=0。 (1)画出电路的直流通路。(2)画出电路的交流通路。 (3)求静态工作点Ia、Ico、VcEa的值。 (4)求取输入电阻r、输出电阻r。和电压放大倍数Av的值。 +Vec 图2-4一9 ·65. 单招零距离·电子电工专业综合 【例2】如图2-4-10所示电路，已知Vcc=18V,R1=15kn,R2=9kn,Rc=2kn,Rg1 -4k0,Re=461k2,R2-4k2,R=6k2.设r1=1.8k2,re2-1.5kn,UE=0.7V,月-B2 =100。 求：(1)画出交流通路。(2)求A,A2,A,。(3)求r、,r。 Vee 图2-4-10 【分析】本题电路是两级阻容耦合放大器中“共射十共集电路”形式。前级是后级的信号源， 即前级输出电阻作为后级的信号源内阻；后级是前级的负载，即后级输入电阻是前级的负载。 【解】(1)交流通路如图2一4一11所示。 V2 图2-4-11 (2)A=-AR∥Re∥[a+Q+B)(R∥R] rbel =-1002∥461∥[L.5+0+100)(4∥6)]=-107 1.8 A=,1+A)(R∥R) (1+100)(4∥6) a+1+)Ra∥RL)=1.5+4+100)476)≈0.99 A,=A1A2=-107×0.99=-106 (3)r=Rm1∥Rme∥re1=15∥9∥1.8≈1.5(kn) =R。/e《g+=4∥41Y.5≈34( 1+B 【点拨】将射极输出器用作输出级，虽然总的电压放大倍数没有什么变化，但可以减小放大 器的输出阻抗，可以提高带负载能力。 【变式训练】2.如图2一4一12所示的两级阻容耦合的放大电路中，已知Vcc=12V,Rm1= 30kn,Rm2=20k2,R。=Rm=2k2,Re=130k2,Rm=3kn,R1=6k2,8=A=50.设re =1kn,re2=1kn,UE=0.8V。求： (1)前后级放大电路的静态工作点。 ·66· 总复习方案·第四部分电子线路 (2)各级电压放大倍数A.、Ae和总电压放大倍数A.。 (3)计算输入电阻r和输出电阻r。 +V 图2-4-12 【例3】试分析图2一4一13各电路中反馈的类型。 +Ve (b) (c)】 (d) 图2-4-13 【分析】图()所示是一个射极输出器。设输入电压的瞬时值升高，则输出电压也随之升高， 而三极管的发射结电压等于输入电压和输出电压之差，实际上，输出电压就是反馈电压。此反馈电 压将削弱输入电压的作用，因此是负反绩。反馈电压取自放大电路的输出电压，因此是电压反馈。 而在输入回路中，外加输入信号和反馈信号以电压的形式求和，所以反馈的类型是串联反馈。 图(b)所示电路是一个两级直接耦合放大电路，反馈信号由V,的发射极通过电阻R,引回到 V1的基极。设输入电压的瞬时值升高，则V2的发射极电位将降低，于是从V1基极通过R流向V, 发射极的反馈电流将增大，使流向V,基极的净输入电流减小，可见反馈信号削弱了输入信号的作 ·67· 单招零距离·电子电工专业综合 用，因此是负反馈。反馈信号取自输出回路的电流，因此是电流反情。而在输入回路中外加输入信 号与反馈信号以电流的形式求和，所以反馈的类型是并联反馈。 图（©）所示是一个单管放大电路，在三极管的集电极和基极之间通过电阻只，接入一个反馈支 路。设输入电压的瞬时值升高，三极管的集电极电位将降低，则从基极通过R流向集电极的反馈电流 将增大，使流入基极的净输入电流减小，因此是负反馈。该电路中的反情信号是从输出电压采样，因此 是电压反馈。在放大电路的输入回路中与外加输入信号以电流形式求和，所以是并联反情。 图(d)所示电路是一个三级直接耦合放大电路，其中V1,V2是NPN三极管，而V2是PNP三极 管，从V:的发射极到V,的发射极通过电阻R:引回一个反馈信号。设输入电压的瞬时值升高，则V 集电极电压降低，V2集电极电压升高，V,发射极电压也升高，于是R上得到的反馈电压也随之升 高。但此反馈电压将削弱外加输入电压的作用，使加在V1发射极的净输入电压减小，可见是负反 馈。由于反馈信号取自输出回路的电流，因此是电流反馈。在放大电路的输入回路中与外加输入信 号以电压形式求和，因此是串联反馈。 【解】各图的反馈类型为： 图(a):电压串联负反馈.图(b):电流并联负反馈.图(c):电压并联负反馈。图(d):电流串联负 反馈。 【点拔】在判断反馈类型时，要准确理解并掌握交直流通路法、瞬间极性法、短路法的判断过 程和使用注意点。 【变式训练】3.某反馈放大器的交流通路如图2一4一14所示，该电路中的级间反馈类型为 A.电压串联正反馈 B.电压串联负反馈 C,电流串联正反馈 D.电流串联负反馈 图2-4-14 图2-4-15 【变式训练】4.某反馈放大器的交流通路如图2一4一15所示，该电路中的极间反馈类型为 ()。 A.电压串联正反馈 B.电压串联负反馈 C.电流串联正反馈 D.电流串联负反馈 【例4】在晶体管放大电路中，如要实现下列要求，你将分别引人什么样的反馈？ (1)稳定静态工作点。(2)提高放大器的输入电阻。 (3)减小放大器的输出电阻。(4)稳定放大器的输出电压。 (5)稳定放大器的电压放大倍数.(6)如信号源为电压源，为降低R,对放大器的影响； (7)提高放大器的带负载能力。 【分析】解决本题这类题目必须对“负反馈对放大器性能影响”正确理解。 【解】(1)引入直流负反馈。(2)引入串联负反馈.(3)引入电压负反馈，(4)引入电压负反馈。 ·68· 总复习方案·第四部分电子线路 (5)引入交流负反馈。(6)引入串联负反馈。(7)引人电压负反馈。 【变式训练】5.如果要求(1)稳定静态工作点；(2)稳定输出电压，减轻信号源负担；(3)提高 输人电阻，降低输出电阻；(4)稳定输出电流，减小输入电阻。应分别引入何种反馈？ 【变式训练】6.在放大电路中，如果希望降低放大电路从信号源索取的电流，同时输出电流 受负载影响较小，则需引入负反馈的类型是()。 A.电压串联 B.电压并联 C.电流串联 D.电流并联 【例5】已知射极跟随器如图2-4一16所示，已知V。=12V,R1=58k2,R=32k2,Rg =100k,Rg=2k2,R.=2kn,3=50,试求： (1)画出直流通路和交流通路。 +V (2)求出静态工作点。 (3)求出电压放大倍数A.。 (4)求出输入电阻和输出电阻。 (5)该电路的特点。 4 【分析】本题电路是一种高输入阻抗射极输出器。采用分 压式偏直可使工作点稳定，加入R不会降低输入电阻。求解时 关键是画好直流、交流通路，在两通路上求出各量。 图2-4-16 【解】(1)画直流通路，交流通路（如图2一4一17所示）。 ”+V 直流通路 交流通路 图2一4-17 (2)求静态工作点 32 RmVG=58+32×12=4.27(V) Vg=Rn十Re IBQRB+VBEQ+(1+B)IBQRE VBO 即：10010+51×210+0.7=4.27 解得：1Q=17.8(μA) Ico BI BQ=50 X 17uA =0.89(mA) Vcsa≈VG-1aRe=12-0.89×2=10.22(V) (3)求电压放大倍数A. ·69· 单招零距离·电子电工专业综合 =300+(1+m日 26=300+51×0,89=1.79(k2) R'-Re∥R-2R=1kn) (1+3)R' 5×1 A=,+a+)R=1.79+51x7=09 (4)求输入电阻r,输出电阻r。; r=(R.+R∥Rm)∥[re+(1+)R1]=(100+58∥32)∥(1.79+51)=36.8(k2) =R/+尽-2∥2 1+3 =32(n) (5)该电路的特点： 该电路具有电压放大倍数略小于1，电压跟随性好，输入阻抗高，输出阻抗低；而且具有一定的 电流放大能力和功率放大能力。另外，还具有工作点稳定的特点。 【点拨】该电路静态工作点的求解中V:点的电位是一个关键点，不能套用书本上的公式，具 体电路具体分析，对交流通路也是这样。 【变式训练】7.已知某放大电路如图2一4一18所示，电路中电容对交流均视为短路。已知电 源V。=12V,三极管V的放大倍数3=100，UE=0.7V,re=3kn。 (1)试估算电路的静态工作点Ia、IcaUCEQ。 (2)画出该电路的交流通路。 (3)若信号从A点输出，试用估算法计算该电路的输人电阻r1,输出电阻r1和电压放大倍数 Aa =4o (4)若信号从B点输出，试用估算法计算该电路的输入电阻2，输出电阻r2和电压放大倍数 Au=loz 4 R R +V 930k2 6kn C R R、 6k 500k几 + 2kn 图2-4-18 ·70· 总复习方案·第四部分电子线路 盲点点击 如图2-4-19所示电路，已知Ve=18V,Rm1= +V 15k2,R12=9k2,Rg-2k2,Rg1=4k2,Rm-461kn, Rz =4kn,R 6kn.rve =1.8kn,rbe2 =1.5kn,UBE =0.7V,3=3=100,求： (1)A,A2,A,.(2)求r、,r。 【错解】(1)A=- oR4∥Re∥re Tbel =-1002∥4611.5=-47.6 图2-4-19 1.8 Ae=A(R∥R) 100×(4∥6) +R(Ra7R)=.5+100X4刀6≈0.99 A,=AA2=-47.6×0.99=-47 (2)r:=R1∥R2∥re=15∥9∥1.8≈1.5(kn) r。=Rg=4(kn) 【分析】本题做错的原因有两点：①电路是两级阻容耦合放大器中“共射十共集电路”形式。 前级是后级的信号源，即前级输出电阻作为后级的信号源内阻；后级是前级的负载，即后级输入电阻 是前级的负载。这一点未作考虑：②发射极的电流是基极电流的1十B倍，在计算放大倍数时，未在发 射极电阻R乘以1十B倍。在计算输出电阻时，未考虑基极电阻R、2和前级的输出电阻R。。 【正解】(1)A=-AR∥Re∥[e十1+房)R∥R】 =-1002∥461∥[.5+0+100)4∥6)]=-107 1.8 A2= (1+A2)(R2∥R) (1+100)(4∥6) e+(1+g)(Ra∥R)=1.5+a+1004∥6)≈0.99 A=A1×A2=(-107)×0.99=-106 (2)r=R1t∥R2∥rt=15∥9∥1.8≈1.5(k2) ,=R/R/R+=4∥461∥2+1.5≈34(n) 1+B 1+100 实战演练 一、选择题 1.已知某负反馈放大电路的框图如图2一4一20所示，已知某开环电压放大倍数为Au= 2000,反馈系数F。=0.0495,若输出电压4。=2V,则该电路的净输人电压4，'及闭环电压放大倍 数A分别为()。 A.10mV,20 B.1mV,200 C.1mV,20 D.10mV,200 ·71·