模拟电子技术反馈的概念及判断

5.负反馈放大电路【重点】反馈的基本概念与分类，负反馈的一般表达式。

【难点】负反馈的一般表达式。

5.1 反馈的基本概念与分类5.1.1 反馈的概念反馈是把放大电路输出信号的部分或者全部，通过一定的方式回送到输入端来影响输入量的过程。

有反馈的放大电路称为反馈放大电路。

5.1.2 反馈的分类1.正反馈与负反馈f i ix'f i i x x x -='2.电压反馈与电流反馈电压反馈是指反馈信号取自输出电压。

电流反馈是指反馈信号取自输出电流。

3.并联反馈与串联反馈并联反馈是指输入信号与反馈信号以电流方式叠加（并联）。

串联反馈是指输入信号与反馈信号以电压方式叠加（串联）。

反馈类型分为电压串联反馈、电压并联反馈、电流串联反馈和电流并联反馈四种。

4.交流反馈与直流反馈当反馈信号仅在交流通路中存在，就是交流反馈，它只影响放大电路的交流性能；当反馈信号仅在直正向传输反馈放大电路框图并联反馈与串联反馈类型框图b.串联反馈a.并联反馈U I I流通路中存在，就是直流反馈，它只影响放大电路的直流性能；若反馈信号在交、直流通路中都存在，则称为交直流反馈，它将影响放大电路的交、直流性能。

5.本级反馈与级间反馈只在一级放大电路内部的反馈称为本级反馈。

级与级之间的反馈称为级间反馈。

5.1.3 负反馈的一般表达式反馈系数 ofx x F =净输入信号 f i i x x x -=' 开环放大倍数 i ox x A '=则有反馈放大电路闭环放大倍数为 AF Ax x A x x x A x x A +='+=+''==11i f fi i i o f 令D =1+AF ，则DA A =f D 称为做反馈深度，它是反映反馈强弱的重要物理量。

【重点】放大电路反馈的极性、类型判断。

【难点】放大电路反馈的极性、类型判断。

5.2 负反馈放大电路（1（2（3（4（5 5.2.1 电压串联负反馈5.2.2 电流串联负反馈电流串联负反馈＋V CCu u oR L CC＋－u u o 集成运放构成的电压串联负反馈R fu o ＋ －集成运放构成的电流串联负反馈u iR fu o5.2.3 电压并联负反馈5.2.4 电流串联负反馈电流并联负反馈＋V CCu uo 电压并联负反馈＋V CCu u o 集成运放构成的电压并联负反馈u iR fu o ＋ －集成运放构成的电流并联负反馈u iu oR 3【重点】放大电路反馈的极性、类型判断。

反馈的基本概念及类型判断1、反馈是指将放大电路的输出量(电压或电流)的一部分或全部，通过反馈网络以一定的方式，反送到放大电路的输入回路中去，并影响输入量(电压或电流。

2、分类：反馈信号本身交、直流性质：交流反馈和直流反馈。

输入回路中求和形式：串联反馈和并联反馈。

输出回路中采样方式：电压反馈和电流反馈。

反馈极性：正反馈和负反馈3、反馈信号中只含有交流成分，则为交流反馈。

反馈信号中只含有直流成分，则为直流反馈。

4、反馈网络中没有电容，则为交、直流反馈；如果有电容，若电容与电阻并联，则为直流反馈，若电容与电阻串联，则为交流反馈。

5、直流反馈的作用是稳定电路的静态工作点，而交流负反馈主要用于改善放大电路的动态性能。

6、输入回路中以电压形式求和，则为串联反馈；输入回路中以电流形式求和，则为并联反馈。

7、如果反馈信号取自输出电压，称为电压反馈；如果反馈信号取自输出电流，称为电流反馈。

①输出短路法。

将输出端交流短路，若反馈信号随之消失，则为电压反馈，否则为电流反馈。

②电路结构判定法。

若放大电路的输出端和反馈网络的取样端处在同一放大电路的同一个电极上，则为电压反馈，否则为电流反馈。

8、使净输入信号增加，称为正反馈；使净输入信号减小，称为负反馈。

瞬时极性法：假定输入信号瞬时增加，沿输入→基本放大电路→输出→反馈网络→输入的路径，推演出反馈信号的变化极性，进而得到净输入信号的变化极性。

若反馈信号增加，则净输入信号就会减小，为负反馈；反之为正反馈。

9、负反馈的四种组态：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈和电流并联负反馈。

10、电压负反馈的重要特点是能维持电路的输出电压恒定。

11、电流负反馈的重要特点是能维持电路的输出电流恒定。

反馈放大电路的方框图反馈的一般表达式闭环放大倍数反馈深度负反馈深度负反馈负反馈对放大电路性能的影响 提高放大倍数的稳定性闭环放大倍数f A 的相对变化量下降为开环放大倍数A 的相对变化量的AF+11，稳定性提高了。

模拟电路中反馈的判断技巧【摘要】在模拟电路中，放大电路的反馈类型判断是放大电路分析的一个很重要问题，在实际的电路设计中也是非常重要的技术之一。

基于本人的教学经验，在此针对学生判断较为困难的几种反馈电路给予详细阐述。

【关键词】反馈；取样；比较0.引言反馈在实际的物理系统中应用广泛，特别是在实际的电路和系统中都存在各种各样的反馈。

在我们所学的模拟电路中，放大电路作为其中最主要的知识，反馈对其的影响是不容忽视的。

例如放大电路的静态工作点的稳定，电路非线性失真的降低等等。

反馈的类型不同，对电路的影响不一样。

因此，为了能更好的分析电路的功能，正确并快速的判断电路中的反馈类型是很有必要的。

1.反馈的基本概念反馈（feedback），是指在放大电路中，把电路输出量的一部分或全部通过一定的形式返回到输入端，从而影响电路的净输入量的一种措施。

按照反馈放大电路各部分的主要功能,反馈放大电路可以分为基本放大电路和反馈网络两部分，如图1所示。

■表示电压或电流量，放大器的净输入量■■=■■-■■，其中■■表示输入量，■■表示反馈量。

为了后面讲解方便，再加几个定义。

取样是指把输出信号的一部分取出的过程。

把反馈网络与放大器的输出端连接的一端称为取样端。

比较是指把反馈信号与输入信号进行叠加的过程。

把反馈网络与放大器的输入端连接的一端称为比较端。

图1 反馈放大电路图2 反馈放大电路2.放大电路中的反馈及判断2.1正反馈和负反馈按照反馈信号作用的效果，反馈可以分为正反馈和负反馈。

正反馈是指能加强输入信号作用的反馈，即■■=■■+■■；负反馈是能削弱输入信号作用的反馈，即■■=■■-■■。

要判断一个反馈是正反馈还是负反馈，可以用瞬时极性法。

瞬时极性法的实质就是假设输入信号通过基本放大电路和反馈网络构成的闭环回路绕一圈，然后回来与原输入信号进行相位比较，通过比较结果或直接根据两信号的极性来确定增强还是削弱原信号。

以图2为例，具体步骤如下：(a) (b)图3 瞬时极性法判断反馈（1）将闭环回路在反馈通路与输入回路的连接处断开（变为开环），如图3(a)。

1、半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。

特性：热敏性、光敏性、掺杂性。

2、本征半导体：完全纯净的具有晶体结构完整的半导体。

3、在纯净半导体中掺入三价杂质元素，形成P型半导体，空穴为多子，电子为少子。

4、在纯净半导体中掺入五价杂质元素，形成N型半导体，电子为多子、空穴为少子。

5、二极管的正向电流是由多数载流子的扩散运动形成的，而反向电流则是由少子的漂移运动形成的。

6、硅管Uo n和Ube：0.5V和0.7V ；锗管约为0.1V和0.3V。

7、稳压管是工作在反向击穿状态的：①加正向电压时，相当正向导通的二极管。

（压降为0.7V，）②加反向电压时截止，相当断开。

③加反向电压并击穿（即满足U﹥U Z）时便稳压为U Z。

8、二极管主要用途：开关、整流、稳压、限幅、继流、检波、隔离（门电路）等。

9、三极管的三个区：放大区、截止区、饱和区。

三种状态：工作状态、截止状态、饱和状态，放大时在放大状态，开关时在截止、饱和状态。

三个极：基极B、发射极E和集电极C。

二个结：即发射结和集电结。

饱和时：两个结都正偏；截止时：两个结都反偏；放大时：发射结正偏，集电结反偏。

三极管具有电流电压放大作用.其电流放大倍数β=I C / I B (或I C=β I B)和开关作用.10、当输入信号I i很微弱时,三极管可用H参数模型代替(也叫微变电路等效电路)。

11、失真有三种情况:⑴截止失真原因I B、I C太小，Q点过低，使输出波形正半周失真。

调小R B，以增大I B、I C，使Q点上移。

⑵饱和失真原因I B、I C太大，Q点过高，使输出波形负半周失真。

调大R B，以减小I B、I C，使Q点下移。

⑶信号源U S过大而引起输出的正负波形都失真，消除办法是调小信号源。

1、放大电路有共射、共集、共基三种基本组态。

（固定偏置电路、分压式偏置电路的输入输出公共端是发射极，故称共发射极电路）。

共射电路的输出电压U0与输入电压U I反相，所以又称反相器。

第5章放大电路中的反馈5.1 复习笔记本章主要讲述了反馈的基本概念、负反馈放大电路的方块图、负反馈对电路性能的影响以及放大电路的稳定性等问题，阐明了反馈的判断方法、深度负反馈条件下放大倍数的估算、负反馈放大电路的稳定性判断方法和自激振荡的消除方法等。

通过本章的学习，读者应能做到会判，即能正确判断电路中是否引入反馈及反馈的性质；会算，即理解负反馈放大倍数A•的物理意义，并能够在深度负反馈条件下估算其值；会用，即掌握负反馈四种组态对电路f的影响，并能根据实际要求为放大电路选择组态类型；会判振、消振，即掌握自激振荡产生原因，并能根据环路增益波特图判断稳定性，同时了解消除自激振荡的方式。

一、反馈的基本概念及判断方法1．反馈的基本概念（见表5-1-1）表5-1-1 反馈的基本概念2．反馈的判断方法（见表5-1-2）表5-1-2 反馈的判断方法二、负反馈放大电路的方框图及四种基本组态1．负反馈放大电路的方框图任何反馈放大电路均可用图5-1-1所示方框图描述。

图5-1-1 负反馈放大电路方框图基本放大电路放大倍数A•、反馈系数F•和反馈放大电路的放大倍数A•f表达式为：其中，A•F•称为环路放大倍数。

2．负反馈中四种基本组态的比较反馈的组态不同，X•i、X•f、X•i′、X•o的量纲也就不同，因而A•、F•、A•f的物理意义也不同，四种反馈组态电路的方框图、它们的A•、F•、A•f及其量纲见表5-1-3。

表5-1-3 四种反馈组态电路三、放大电路在深度负反馈条件下的放大倍数1．深度负反馈的实质（见表5-1-4）表5-1-4 深度负反馈的实质2．深度负反馈条件下的近似计算若求出四种组态负反馈放大电路的反馈系数F•，则A•f≈1/F•，可求出电压放大倍数。

表5-1-3所示方框图中并联负反馈电路所加信号源为U s，且其内阻为R s，总负载电阻为R L′，则四种组态负反馈放大电路的反馈系数F•和电压放大倍数如表5-1-5所示。

第三章习题与答案3.1 问答题：1．什么是反馈？答：在电子线路中，把输出量（电压或电流）的全部或者一部分，以某种方式反送回输入回路，与输入量（电压或电流）进行比较的过程。

2．什么是正反馈？什么是负反馈？放大电路中正、负反馈如何判断？答：正反馈：反馈回输人端的信号加强原输入端的信号，多用于振荡电路。

负反馈：反馈回输入端的信号削弱原输入端的信号，使放大倍数下降，主要用于改善放大电路的性能。

反馈极性的判断，通常采用瞬时极性法来判别。

通常假设某一瞬间信号变化为增加量时．我们定义其为正极性，用“+”表示。

假设某一瞬间信号变化为减少量时，我们定义其为负极性，用“-”表示。

首先假定输入信号某一瞬时的极性，一般都假设为正极性．再通过基本放大电路各级输入输出之间的相位变化关系，导出输出信号的瞬时极性；然后通过反馈通路确定反馈信号的瞬时极性；最后由反馈信号的瞬时极性判别净输入是增加还是减少。

凡是增强为正反馈，减弱为负反馈。

3．什么是电压负反馈？什么是电流负反馈？如何判断？答：根据反馈信号的取样方式，分为电压反馈和电流反馈。

凡反馈信号正比于输出电压，称为电压反馈；凡反馈信号正比于输出电流，称为电流反馈。

反馈信号的取样方式的判别方法，通常采用输出端短路法，方法是将放大器的输出端交流短路时，使输出电压等于零，如反馈信号消失，则为电压反馈，如反馈信号仍能存在，则为电流反馈。

这是因为电压反馈信号与输出电压成比例，如输出电压为零，则反馈信号也为零；而电流反馈信号与输出电流成比例，只有当输出电流为零时，反馈信号才为零，因此，在将负载交流短路后，反馈信号不为零。

4．什么是串联负反馈？什么是并联负反馈？如何判断？答：输入信号与反馈信号分别加在两个输入端，是串联反馈；加在同一输入端的是并联反馈。

反馈信号使净输入信号减小的，是负反馈。

判断反馈的极性，要采用瞬时极性法。

3.2 填空题：1．放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入直流负反馈；如果要稳定放大倍数，应引入交流负反馈；希望扩展频带，可以引入交流负反馈；如果增大输入电阻，应引入串联负反馈；如果降低输比电阻，应引入电压负反馈。

第一章半导体二极管1.本征半导体❑单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。

❑导电能力介于导体和绝缘体之间。

❑特性：光敏、热敏和掺杂特性。

❑本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。

在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。

◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。

空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位，使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。

◆在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。

当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。

2．杂质半导体❑在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。

体现的是半导体的掺杂特性。

◆P型半导体：在本征半导体中掺入微量的3价元素（多子是空穴，少子是电子）。

◆N型半导体：在本征半导体中掺入微量的5价元素（多子是电子，少子是空穴）。

❑杂质半导体的特性◆载流子的浓度：多子浓度决定于杂质浓度，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。

◆体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。

◆在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。

3.PN结❑在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（PN结）。

❑PN结中存在由N区指向P区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。

❑PN结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。

◆正偏PN结（P+，N-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。

◆反偏PN结（P-，N+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流Is。

◆PN结的伏安（曲线）方程：4.半导体二极管❑普通的二极管内芯片就是一个PN结，P区引出正电极，N区引出负电极。

电子技术模拟电路部分第三章放大电路中的负反馈第三章放大电路中的负反馈§3.1 负反馈的概念§3.2 负反馈的类型及分析方法§3.3 负反馈对放大电路的影响§3.1 负反馈的概念凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。

若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。

若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。

这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。

放大器输出输入取+ 加强输入信号正反馈用于振荡器取-削弱输入信号负反馈用于放大器开环闭环负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。

反馈网络±叠加反馈信号实际被放大信号反馈框图：反馈电路的三个环节：放大：d oo X X A =反馈：ofX X F =叠加：fi d X X X -=负反馈框图：基本放大电路A o d X oX 反馈回路FfX ⨯i X +–输出信号输入信号反馈信号差值信号基本放大电路A od X oX 反馈回路FfX ⨯i X +–d oo X X A =——开环放大倍数ioF X X A =——闭环放大倍数ofX X F =——反馈系数负反馈放大器的一般关系：基本放大电路A o d X oX 反馈回路FfX ⨯i X +–oo d o f d f o i o F A F X X X X X X X X X A 111+=+=+== FA A o o +=1F A +1反馈深度定义：负反馈放大器的闭环放大倍数当∣A o F ∣>>1时，结论：当∣A o F ∣>>1很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。

即负反馈可以稳定放大倍数。

FA A A o o F +=1FA F 1=u f u d 例：R f 、R E 1组成反馈网络，反馈系数：fE E o fR R R U U F +≈=11+–C 1R B 1R C 1R B 21R B 22R C 2R E 2R E 1C EC 3C2+E Cu ou i +–T 1T 2R f§3.2 负反馈的类型及分析方法§3.2.1 负反馈的类型一、电压反馈和电流反馈根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。

• 74•反馈类型判断方法的探讨安徽师范大学物电学院 许长安图1 一点叠加电路形式对于图1所示电路，由于采用的是一点叠加，所以可以看成是电流叠加，此时应该应用KCL方程来判断正负反馈的类型。

图2 晶体管一点叠加电路图2所示是一点叠加在晶体管基极的实际电路，用电流叠加的方式来处理，此时信号源看成是电流源，用瞬时极性法判断，设输入信号瞬时极性为正，经Q1反向后集电极瞬时极性为负，则反馈电流I f 的实际方向如图2所示。

立KCL方程有I id =I i -I f ，净输入电流X id 减小，可判断反馈为负反馈。

图3所示是一点叠加在运放同向端的实际电路，采用瞬时极性法判断，反馈电流I f 的实际方向如图3所示。

立KCL方程有I id =I i +I f ，净输入电流X id 增大，反馈为正反馈。

图3 运放一点叠加电路对于一点叠加电路，图2中的信号源不能为恒压源，因恒压源的R s 为零，反馈电流I f 将被其短路到地，从而失去反馈作用。

图3中由于R 1的隔离作用，信号源可以是恒压源。

1.2 两点叠加电路的正负反馈的判断对于晶体管电路，二点叠加只能作用在基极和发射极，如图4(a)所示，同理运放电路的二点叠加只能作用在同向端和反向端，如图4(b )所示，图4 二点叠加电路形式对于图4所示电路，由于采用的是二点叠加，所以可以看成是电压叠加，此时应该应用KVL方程来判断正负反馈的类型。

图5所示是二点叠加在晶体管基极和发射极的实际电路，用电压叠加的方式来处理，此时信号源看成是电压源，设输入信号U i 瞬时极性为正，经Q1后发射极瞬时极性也为正，即反馈电压U f 的瞬时极性为正。

立KVL方程有U id =U be =U i –U f ，净输入电压U id 减小，可判断反馈为负反馈。

图5 晶体管二点叠加电路图6所示是二点叠加在运放上的实际电路，设输入信号瞬时极性为正，经运放后U f 瞬时极性也为正。

应用KVL方程有U id =U +–• 75•U -=Ui–Uf，净输入电压Uid减小，反馈为负反馈。