《電路與電子技術(shù)》課件第6章

P6M1三極管特性的測(cè)試P6M2共射放大電路的測(cè)試P6M3靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的測(cè)試P6M4共集電路與共基電路的測(cè)試P6M5負(fù)反饋放大電路基本性能的測(cè)試P6M6直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作思考與練習(xí)

在電子線路中，需要通過放大器對(duì)微弱的信號(hào)加以放大，以便進(jìn)行有效的觀察、測(cè)量和利用。晶體管的主要用途就是利用其放大作用組成放大電路。因此，放大電路的作用就是將微弱的電信號(hào)不失真地加以放大，放大的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)能量的控制(小能量對(duì)大能量的控制作用)。本項(xiàng)目主要介紹常用的基本放大電路。項(xiàng)目任務(wù)書

半導(dǎo)體三極管又稱為雙極型三極管、晶體三極管，或簡(jiǎn)稱為三極管。它們常常是組成各種電子電路的核心器件。P6M1三極管特性的測(cè)試測(cè)試工作任務(wù)書MNL1三極管的偏置

為使三極管具有放大作用，必須使發(fā)射結(jié)正偏(導(dǎo)通)、集電結(jié)反偏(截止)。符合該要求的NPN型和PNP型三極管的直流偏置電路(也稱直流供電電路)如圖6-1-5(a)所示，外加直流電源UBB通過RB給發(fā)射結(jié)加正向電壓；外加直流電源UCC通過RC給集電極加反向電壓，該電壓并不等于集電結(jié)電壓，但由于集電極電壓通常較大(指絕對(duì)值)，足以克服b-e間的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓并給c-b間的集電結(jié)加一較大的反向電壓，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的條件。圖6-1-5三極管的偏置電路(共射接法)實(shí)際上，具有兩個(gè)PN結(jié)的三極管的偏置可能有4種：①發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；②發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)正偏；③二結(jié)均正偏；④二結(jié)均反偏。而放大電路中的三極管的偏置則為第一種，即發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。測(cè)試工作任務(wù)書MNL2三極管的電流放大作用

1.三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)情況

三極管要處于放大狀態(tài)，外加電源的極性應(yīng)使發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)，而使集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。下面以NPN型三極管為例，來討論三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)情況，具體應(yīng)有以下三個(gè)過程：

(1)發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子。由于發(fā)射結(jié)正向偏置，因而外加電場(chǎng)有利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。又因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的多子電子的濃度很高，于是發(fā)射區(qū)發(fā)射出大量的電子,這些電子越過發(fā)射結(jié)到達(dá)基區(qū)，形成電子電流。因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，所以電子電流的方向與電子流動(dòng)的方向相反(見圖6-1-7)。與此同時(shí)，基區(qū)中的多子空穴也向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散而形成空穴電流，上述電子電流和空穴電流的總和就是發(fā)射極電流IE。由于基區(qū)中空穴的濃度比發(fā)射區(qū)中電子的濃度低得多，因此與電子電流相比，空穴電流可以忽略，可以認(rèn)為，IE主要由發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子電流所產(chǎn)生。圖6-1-7三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)情況

(2)基區(qū)復(fù)合和擴(kuò)散。電子到達(dá)基區(qū)后，因?yàn)榛鶇^(qū)為P型，其中的多子是空穴，所以從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過來的電子和空穴產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動(dòng)而形成基極電流IBn，基區(qū)被復(fù)合掉的空穴由外電源UBB不斷進(jìn)行補(bǔ)充。但是，因?yàn)榛鶇^(qū)空穴的濃度比較低，而且基區(qū)很薄，所以到達(dá)基區(qū)的電子與空穴復(fù)合的機(jī)會(huì)很少，因而基極電流IBn比發(fā)射極電流IE小得多。大多數(shù)電子在基區(qū)中繼續(xù)擴(kuò)散，到達(dá)靠近集電結(jié)的一側(cè)。

(3)集電極收集載流子。由于集電結(jié)反向偏置，外電場(chǎng)的方向?qū)⒆柚辜妳^(qū)中的多子電子向基區(qū)運(yùn)動(dòng)，但是卻有利于將基區(qū)中擴(kuò)散過來的電子收集到集電極而形成集電極電流ICn。由圖6-1-7可見，外電源UCC的正端接集電極，因此對(duì)基區(qū)中集電結(jié)附近的電子有吸引作用。

以上分析了三極管中載流子運(yùn)動(dòng)的主要過程。此外，因?yàn)榧娊Y(jié)反向偏置，所以集電區(qū)中的少子空穴和基區(qū)中的少子電子在外電場(chǎng)的作用下還將進(jìn)行漂移運(yùn)動(dòng)而形成反向電流，這個(gè)電流稱為反向飽和電流，用ICBO表示。由圖6-1-7可見，集電極電流IC由兩部分組成：發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子被集電極收集后形成的電流ICn，以及集電區(qū)和基區(qū)的少子進(jìn)行漂移運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的反向飽和電流ICBO，即

IC=ICn+ICBO

發(fā)射極電流IE也包括兩部分，大部分成為ICn，少部分成為IBn，即

IE=ICn+IBn

2.直流電流放大系數(shù)

一般希望發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子絕大多數(shù)能夠到達(dá)集電極，即要求ICn

在總的IE中占的比例盡可能大。通常將ICn與IE之比定義為共基直流電流放大系數(shù)，用符號(hào)表示，即

三極管的值一般可達(dá)0.95~0.99。將上式代入IC的表示式，可得

IC=αIE+ICBO

當(dāng)IC>>ICBO時(shí)，可將ICBO忽略，則由上式可得

即近似等于IC與IE之比。另外，由圖6-1-7可見，三極管中三個(gè)極的電流之間應(yīng)該滿足節(jié)點(diǎn)電流定律，即

IE=IC+IB

將此式代入上式即可得

IC=αIE+ICBO=α(IC+IB)+ICBO

上式經(jīng)移項(xiàng)、整理后成為

令

稱為共射直流電流放大系數(shù)。將上式代入IC的表示式，可得

上式中的后一項(xiàng)常用符號(hào)ICEO表示，即

ICEO稱為穿透電流,則IC又可表示為

當(dāng)ICEO<<IC時(shí),忽略ICEO,則由上式可得

即近似等于IC與IB之比。一般三極管的值約為幾十至幾百。

和是表征三極管放大作用的兩個(gè)重要參數(shù)。

以上從三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)情況來分析管子中各電極的電流分配關(guān)系。三個(gè)電流之間的關(guān)系均符合公式

IE=IC+IB

而且大多數(shù)情況下還符合以下關(guān)系：

IE>IC>IB,

IE≈IC

當(dāng)三極管的基極電流IB有一個(gè)微小的變化時(shí)，相應(yīng)的集電極電流將發(fā)生較大的變化,說明三極管具有電流放大作用。通常將集電極電流與基極電流的變化量之比定義為三極管的共射電流放大系數(shù)，用β表示，即

相應(yīng)地，將集電極電流與發(fā)射極電流的變化量之比定義為共基電流放大系數(shù)，用α表示，即，

根據(jù)α和β的定義，以及三極管中三個(gè)電流的關(guān)系，可得

故α和β兩個(gè)參數(shù)之間滿足以下關(guān)系：

從上面分析可以看出，為了使三極管實(shí)現(xiàn)放大，還必須滿足三極管的內(nèi)部條件。從三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，主要有三個(gè)特點(diǎn)：

(1)發(fā)射區(qū)進(jìn)行高摻雜，因而其中的多數(shù)載流子濃度很高。NPN三極管的發(fā)射區(qū)為N型，其中的多子是電子，所以電子的濃度很高。

(2)基區(qū)做得很薄，通常只有幾微米到幾十微米，而且摻雜比較少，則基區(qū)中多子的濃度很低。

(3)集電結(jié)面積做得大。測(cè)試工作任務(wù)書MNL3三極管共射輸入特性

當(dāng)uCE不變時(shí)，輸入回路中的電流IB與電壓UBE之間的關(guān)系曲線稱為輸入特性，可用以下表達(dá)式來表示：

IB=f(UBE)|UCE=常數(shù)先來研究UCE=0時(shí)的輸入特性曲線。當(dāng)UCE=0時(shí)，從三極管的輸入回路看，基極和發(fā)射極之間相當(dāng)于兩個(gè)PN結(jié)并聯(lián)，所以，當(dāng)b、e之間加上正向電壓時(shí)，三極管的輸入特性應(yīng)為兩個(gè)二極管并聯(lián)后的正向伏安特性，見圖6-1-9中左邊一條特性。當(dāng)UCE>0時(shí)，這個(gè)電壓的極性有利于將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子收集到集電極。如果UCE>UBE，則三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，三極管處于放大狀態(tài)。此時(shí)發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子只有一小部分在基區(qū)與空穴復(fù)合，成為IB，大部分將被集電極收集，成為IC。所以，與UCE=0時(shí)相比，在同樣的UBE之下，基極電流IB將大大減小，其結(jié)果將使輸入特性右移，見圖6-1-9中右邊一條特性。圖6-1-9三極管的輸入特性當(dāng)UCE繼續(xù)增大時(shí)，輸入特性應(yīng)繼續(xù)右移。但是，當(dāng)UCE大于某一數(shù)值以后，在一定的UBE之下，集電結(jié)的反向偏置電壓已足以將注入基區(qū)的電子基本上都收集到集電極，即使UCE再增大，IB也不會(huì)減小很多。因此，當(dāng)UCE大于某一數(shù)值以后，不同ＵＣＥ的各條輸入特性十分密集，幾乎重疊在一起。所以，常常用UCE大于1V時(shí)的一條輸入特性來代表UCE更高的情況。在實(shí)際的放大電路中，三極管的UCE一般都大于零，因而UCE大于1V時(shí)的輸入特性更有實(shí)用意義。測(cè)試工作任務(wù)書MNL4三極管共射輸出特性及放大原理

1.三極管共射輸出特性

當(dāng)IB不變時(shí)，輸出回路中的電流IC與電壓UCE之間的關(guān)系曲線稱為輸出特性,其表達(dá)式為

IC=f(UCE)|=常數(shù)

NPN三極管的輸出特性曲線如圖6-1-11所示。在輸出特性曲線上可以劃分為三個(gè)區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，下面分別進(jìn)行介紹。

1)截止區(qū)

一般將IB≤0的區(qū)域稱為截止區(qū)，在圖中為IB=0的一條曲線以下的部分，此時(shí)IC也近似為零。由于管子的各極電流都基本上等于零，因此三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，沒有放大作用。其實(shí)當(dāng)IB=0時(shí)，集電極回路的電流并不真正為零，而是有一個(gè)較小的穿透電流ICEO。一般硅三極管的穿透電流較小，通常小于1μA，所以在輸出特性曲線上無法表示出來。鍺三極管的穿透電流較大，約為幾十至幾百微安。可以認(rèn)為,當(dāng)發(fā)射結(jié)反向偏置時(shí)，發(fā)射區(qū)不再向基區(qū)注入電子，則三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。所以，在截止區(qū)三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于反向偏置狀態(tài)。對(duì)于NPN三極管來說，此時(shí)

UBE<0,

UBC<0

2)放大區(qū)

在放大區(qū)內(nèi)，各條輸出特性曲線比較平坦，近似為水平的直線，這表示,當(dāng)IB一定時(shí)，IC的值基本上不隨UCE而變化。而當(dāng)基極電流有一個(gè)微小的變化量ΔIB時(shí)，相應(yīng)的集電極電流將產(chǎn)生較大的變化量ΔIC，比ΔIB放大β倍，即

ΔIC=βΔIB

這個(gè)表達(dá)式體現(xiàn)了三極管的電流放大作用。

在放大區(qū)，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。對(duì)于NPN三極管來說，

UBE>0而UBC<0

3)飽和區(qū)

圖6-1-11中靠近縱坐標(biāo)的附近，各條輸出特性曲線的上升部分屬于三極管的飽和區(qū)。在這個(gè)區(qū)域，不同IB值的各條曲線幾乎重疊在一起，十分密集。也就是說，當(dāng)UCE較小時(shí)，管子的集電極電流IC基本上不隨基極電流IB而變化，這種現(xiàn)象稱為飽和。在飽和區(qū)，三極管失去了放大作用,此時(shí)不能用放大區(qū)中的β來描述IB和IC的關(guān)系。

圖6-1-11三極管的輸出特性當(dāng)UCE=UBE，即UCB=0時(shí)，三極管達(dá)到臨界飽和狀態(tài)。當(dāng)UCE<UBE時(shí),稱為過飽和。三極管飽和時(shí)的管壓降用UCES表示，一般小功率硅三極管的飽和管壓降UCES<0.4V。

三極管工作在飽和區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)。對(duì)于NPN三極管來說，UBE>0,UBC>0。

2.判斷三極管工作狀態(tài)的方法

(1)根據(jù)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置電壓來判別。

(2)根據(jù)偏置電流IB、IC、ICS來判別。

(3)根據(jù)UCEQ的值來判別:當(dāng)UCEQ≈UCC時(shí),管子工作在截止區(qū)；當(dāng)UCEQ≈0時(shí)，管子工作在飽和區(qū)。

例6-1

試判斷圖6-1-12所示各三極管分別工作在哪個(gè)區(qū)？

解根據(jù)晶體管的三個(gè)電極電位，判別三個(gè)電極及管子類型。

原理:硅管：UBE=0.7V;鍺管：UBE=0.2V

NPN管：UBE>0,UBC<0

PNP管：UBE<0,UBC>0

步驟：三管腳兩兩相減，其中差值為0.7V(或0.2V)的管腳為b或e，另一管腳為c,由此可知是硅管(或鍺管)。

假設(shè)三個(gè)管腳中電位居中的管腳為b，求UBE、UBC，若符合UBE>0,UBC<0，則為NPN;若符合UBE<0,UBC>0,則為PNP。圖6-1-12例6-1圖圖6-1-12(a)表示ＮＰN管同時(shí)滿足UBE>0,UBC<0,所以三極管工作在放大區(qū)。

圖6-1-12(b)表示ＮＰN管同時(shí)滿足UBE>0,UBC>0,所以三極管工作在飽和區(qū)。

例6-2

一個(gè)晶體管處于放大狀態(tài)，已知其三個(gè)電極的電位分別為5V、9V和5.2V。試判別三個(gè)電極，并確定該管的類型和所用的半導(dǎo)體材料。

解分別設(shè)U1=5V，U2=9V，U3=5.2V，U1-U3=5-5.2=-0.2V,因此是鍺管，2腳為集電極c。

由于3腳的電位在三個(gè)電位中居中，故設(shè)為基極b，則1為發(fā)射極e，有：

UBE=U3-U1=5.2-5=0.2V>0

UBC=U3-U2=5.2-9=-3.8V<0

因此，為NPN型鍺管，5V、9V、5.2V所對(duì)應(yīng)的電極分別是發(fā)射極、集電極和基極。

3.三極管的放大原理

由圖6-1-10可以看出，輸入回路的外加電壓uBE=UBB+ui=UBB+ΔUBE，即發(fā)射結(jié)兩端電壓在直流UBB的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了一個(gè)交流變化量ΔUBE，使發(fā)射極電流iE=IE+ΔIE，即在原來IE的基礎(chǔ)上變化了ΔIE。相應(yīng)地，集電極電流iC=IC+ΔIC，基極電流iB=IB+ΔIB，分別在原來的基礎(chǔ)上變化了ΔIC和ΔIB。

通常把輸出電流變化量ΔIC與輸入電流變化量ΔIB的比值稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，用β表示，即

顯然，β

和是兩個(gè)不同的概念。但若在iC變化時(shí)基本不變的條件下，由上式可得：

ΔIC≈ΔIB

則β≈

實(shí)際上三極管導(dǎo)通時(shí)，在IC的一個(gè)相當(dāng)大的范圍內(nèi)，基本上不變，則β≈。因此，它們被統(tǒng)稱為共發(fā)射極電流放大系數(shù)，并均用β表示。由于β

值較大，因此三極管具有較強(qiáng)的電流放大作用。由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)電阻較小，因此輸入電壓的微小變化ΔUBE就能引起基極電流的較大變化ΔIB；又因ΔIC=βΔIB，故相應(yīng)的集電極電流的變化ΔIC很大。電路的輸出電壓ΔUo=ΔICRC，當(dāng)RC阻值不很小時(shí)，輸出電壓ΔUo的幅度比輸入電壓ΔUBE大得多，且二者波形相同。因此，該電路具有電壓放大作用。從能量的角度來看，輸入的電壓ΔUBE和電流ΔIB均較小，輸入的功率也較小，而輸出的電流ΔIC和電壓ΔUo均較大，輸出的功率也較大，而輸出功率是由電源UCC提供的(直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量)，不是由輸入電壓ΔUBE提供的。當(dāng)然，由于三極管的特殊作用，輸入電壓ΔUBE則完全控制著輸出電流ΔIC和電壓ΔUo的變化，因此輸出端可以得到與輸入信號(hào)波形完全一致的但功率要大得多的信號(hào)，即信號(hào)得到了放大。MNL1共射放大電路的組成

1.放大電路的實(shí)際電路之一——雙電源供電電路

圖6-2-1所示的三極管基本放大器的原理電路在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在以下幾個(gè)問題：

(1)交流信號(hào)源與直流電源共用一個(gè)回路，相互影響。

(2)信號(hào)源經(jīng)RB后加到發(fā)射結(jié)兩端，使發(fā)射結(jié)兩端的信號(hào)大大減小，導(dǎo)致放大電路的放大性能下降。

(3)輸入交流信號(hào)源與直流電源不能共地。

(4)輸出電壓uo中含有直流成分。P6M2共射放大電路的測(cè)試圖6-2-1共射基本放大電路原理電路為解決上述問題，可將阻容耦合交直流疊加(或分離)電路引入到放大電路中來，如圖6-2-2所示。圖中兩個(gè)容量較大的電容C1和C2(幾微法至幾十微法)分別接在輸入端和輸出端，起到一個(gè)“隔直通交”的作用，即對(duì)直流的容抗為無限大，相當(dāng)于開路；對(duì)交流的容抗很小，相當(dāng)于短路。因此，輸入交流電壓ui可順利通過電容C1加到三極管發(fā)射結(jié)兩端，而直流電壓UBB一方面通過電阻RB給發(fā)射結(jié)加一個(gè)正偏電壓，另一方面由于電容C1的隔直作用，使直流電流不會(huì)流入交流回路，交、直流電路之間互不影響。另外，根據(jù)疊加定理可知，三極管發(fā)射結(jié)兩端電壓uBE為交、直流電壓的疊加。在輸出端，由于電容C2的隔直作用，輸出電壓uo為純交流信號(hào)。圖6-2-2雙電源供電電路總之，該電路實(shí)現(xiàn)了實(shí)際應(yīng)用型電路的以下幾個(gè)要求

(1)交流信號(hào)源與直流電源各用一個(gè)獨(dú)立回路，互不影響。

(2)信號(hào)源不經(jīng)RB而是直接通過電容C1加到發(fā)射結(jié)兩端，使發(fā)射結(jié)兩端的信號(hào)基本沒有減小。

(3)輸入交流信號(hào)源與直流電源共地。

(4)輸出電壓uo中不含有直流成分。因?yàn)镃1和C2具有隔斷直流、傳送交流的作用，所以稱為隔直電容或耦合電容。通常C1和C2選用容量大的電解電容，它們有正、負(fù)極性，不可反接。

由疊加定理可知，該放大電路中三極管各極的電壓和電流均為交流和直流的疊加量。由于該放大電路使用了兩組電源，因而稱為雙電源供電電路。

2.放大電路的實(shí)際電路之二——單電源供電電路

參見圖6-2-2，為簡(jiǎn)化電路，一般選取UBB=UCC，這樣就得到如圖6-2-3(a)所示的單電源供電的共射基本放大電路。此外，在畫電路圖時(shí)，可利用電位的概念，省略電源符號(hào)，因?yàn)閁CC一端總是與地相連，因此只需標(biāo)出另一端的電壓數(shù)值和極性，這樣就得到共射基本放大電路的習(xí)慣畫法，如圖6-2-3(b)所示,該電路形式比較常用。為了表示更普遍的情況，圖中還畫出了信號(hào)源的內(nèi)阻Rs

及源電壓us。圖6-2-3共射基本放大電路

3.電壓和電流符號(hào)的使用規(guī)定

為防止理解上的錯(cuò)誤和概念上的混淆，這里有必要對(duì)電壓和電流符號(hào)的使用規(guī)定預(yù)先作一個(gè)說明。例如，某一輸入電壓的表達(dá)式為

uI=5+3sinωt(V)=UI+ui=UI+Uimsinωt=UI+Uisinωt

式中:UI=5V為直流量;ui=3sinωt(V)為純交流量，且為瞬時(shí)值;Uim=3V為純交流量的振幅值;Ui=3/V為純交流量的有效值；而uI=UI+ui=5+3sinωt(V)則為包含直流和交流分量的總瞬時(shí)值。從符號(hào)的使用規(guī)定可以看出，大寫變量(斜體)表示直流或交流的有效值，小寫變量(斜體)表示含有交流的量；大寫變量、大寫下標(biāo)(一般為正體)表示直流或含交流的幅度值；小寫變量、大寫下標(biāo)(一般為正體)表示直流與交流組合的量。不過，總瞬時(shí)值除了能表示包含直流和交流分量的總瞬時(shí)值外，也可以表示直流量(當(dāng)純交流量ui=0時(shí))，如uI=UI

等；也可以表示純交流量(當(dāng)直流量UI=0時(shí))，如uI=ui

等。電流量與電壓量的表示相似，只是變量為電流符號(hào)i或I而已。其他以此類推。下標(biāo)的符號(hào)表示則可根據(jù)需要進(jìn)行定義，以能夠區(qū)分不同變量的含義并容易記憶為宜。如輸入電壓和輸出電壓分別用ui和uo表示,基極電流和集電極電流分別用iB和iC表示等。

4.放大電路的工作狀態(tài)

在放大電路中，未加信號(hào)(ui=0)時(shí)電路各處的電壓、電流都是直流，這時(shí)稱電路的狀態(tài)為直流狀態(tài)或靜止工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱靜態(tài)。當(dāng)輸入交流信號(hào)后，電路中各處的電壓和電流是變動(dòng)的，這時(shí)電路處于交流狀態(tài)或動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱動(dòng)態(tài)。測(cè)試工作任務(wù)書MNL2放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)分析

參見圖6-2-4，靜態(tài)時(shí)ui=0，三極管各極的電壓和電流均為直流。

1.直流通路

直流通路指在沒加輸入信號(hào)時(shí)，電路在直流電源作用下，直流電流流經(jīng)的通路。直流通路用于確定靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路的畫法：①電容視為開路；②電感線圈視為短路；③信號(hào)源視為短路，但保留其內(nèi)阻,如圖6-2-5所示。圖6-2-5直流通路

2.靜態(tài)工作點(diǎn)Q的計(jì)算

放大電路中的UCC通過RB使三極管的發(fā)射極導(dǎo)通，b、e兩端的導(dǎo)通壓降UBE基本不變(硅管約為0.7V，鍺管約為0.2V)，因此有

若RB和UCC不變，則IB不變，因此，該電路稱為恒流式偏置電路或固定偏流式電路。顯然，改變RB可以明顯改變IB、IC和UCE值，即調(diào)節(jié)RB可以明顯改變放大器的工作點(diǎn)和工作狀態(tài)。當(dāng)UCE較大時(shí)，可以保證三極管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，即工作在放大區(qū)。測(cè)試工作任務(wù)書MNL3放大電路的基本分析方法

1.直流通路與交流通路

根據(jù)疊加原理可將電路中的信號(hào)分解為直流信號(hào)和交流信號(hào)。直流信號(hào)可通過直流通路求解，交流信號(hào)可通過交流通路求解。直流通路前面已作介紹，這里不再論述。

交流通路是指在輸入信號(hào)作用下交流信號(hào)流經(jīng)的通路。交流通路用于計(jì)算電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。

交流通路的畫法：①容量大的電容視為短路；②直流電源視為短路，如圖6-2-7所示。圖6-2-7單級(jí)共射放大電路根據(jù)直流通路與交流通路，可對(duì)電路進(jìn)行靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。

靜態(tài)：輸入信號(hào)為零時(shí)電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。

動(dòng)態(tài)：輸入信號(hào)不為零時(shí)電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。

例6-3

畫出圖6-2-8所示電路的直流通路和交流通路。設(shè)所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。圖6-2-8例6-3圖

解將電容開路、變壓器線圈短路,即為直流通路，讀者可以自己畫。各電路的交流通路如圖6-2-9所示。圖6-2-9例6-3交流通路圖

2.靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算

如圖6-2-6所示，靜態(tài)時(shí)晶體管直流電壓UBE、UCE和對(duì)應(yīng)的IB,IC值,分別記做UBEQ、IBQ、UCEQ和ICQ，即

UBEQ：硅管一般為0.7V，鍺管為0.3V。

例6-4在圖6-2-7所示單級(jí)放大器中，設(shè)UCC=12V，RC=2kΩ,RB=220kΩ,β=60。求放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。

解從電路可知，晶體管是NPN型，按照約定視為硅管，UBEQ=0.7V，則

3.圖解法

圖解法是指利用晶體管特性曲線，通過作圖來分析放大器的性能。

首先，畫出放大電路輸出回路，如圖6-2-10所示；在輸入特性曲線上，作出直線UBE=UCC-IBRB，兩線的交點(diǎn)即是Q點(diǎn)，得到IBQ，如圖6-2-11(a)所示。在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線UCE=UCC-ICRC，與IBQ曲線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)，如圖6-2-11(b)所示，從而得到VCEQ

和ICQ。圖6-2-10放大器的輸出回路圖6-2-11靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析靜態(tài)工作點(diǎn)Q的位置不同，所對(duì)應(yīng)的UCEQ、ICQ也不同。例6-5

電路如圖6-2-12(a)所示，圖(b)是晶體管的輸出特性，靜態(tài)時(shí)UBEQ＝0.7V。利用圖解法分別求出RL＝∞和RL＝3kΩ時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)。

解空載時(shí),IBQ＝20μA，ICQ＝2mA，UCEQ＝6V；最大不失真輸出電壓峰值約為5.3V，有效值約為3.75V。

帶載時(shí)，IBQ＝20μA，ICQ＝2mA，UCEQ＝3V；最大不失真輸出電壓峰值約為2.3V，有效值約為1.63V。

作圖結(jié)果如圖6-2-13所示。圖6-2-12例6-5圖圖6-2-13作圖結(jié)果

4.圖解分析動(dòng)態(tài)

1)交流負(fù)載線

直流負(fù)載線反映靜態(tài)時(shí)電流IC和電壓UCE的變化關(guān)系，而交流負(fù)載線反映動(dòng)態(tài)時(shí)電流IC和電壓uCE的變化關(guān)系。放大器交流負(fù)載電路如圖6-2-14(a)所示，其交流通路如圖6-2-14(b)所示。圖6-2-14放大器交流負(fù)載電阻示意圖

可見，交流負(fù)載電阻為

過輸出特性曲線上的Q點(diǎn)作一條斜率為1/(RL∥RC)的直線，該直線即為交流負(fù)載線，如圖6-2-15所示。交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。RL′=RL∥RC是交流負(fù)載電阻。

圖6-2-15放大倍數(shù)的圖解分析

2)電壓放大原理

輸入交流信號(hào)時(shí)的圖解分析如圖6-2-16所示。

由圖6-2-16可知：

uCE=UCE+uce

iB=IB+ib

iC=IC+ic

uCE=UCC-(IC+ic)RC=UCE+(-icRC)

uO=-icRC

電壓放大原理分析圖如圖6-2-17所示。圖6-2-16圖解動(dòng)態(tài)分析圖6-2-17電壓放大原理分析圖通過圖解分析，可得如下結(jié)論：

(1)負(fù)載上得到的輸出信號(hào)uo比輸入信號(hào)ui的振幅大；

(2)輸出信號(hào)uo與輸入信號(hào)ui的波形和頻率一樣；

(3)輸出信號(hào)uo與輸入信號(hào)ui的相位相反，相差180°;

(4)可以確定最大不失真輸出幅度。測(cè)試工作任務(wù)書MNL4放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)

1.圖解法的應(yīng)用

1)分析非線性失真

對(duì)放大電路的基本要求是輸出信號(hào)盡可能不失真。所謂失真,就是輸出信號(hào)與輸入信號(hào)不相似。如果靜態(tài)工作點(diǎn)接近于Q，在輸入信號(hào)的負(fù)半周，管子進(jìn)入截止區(qū)產(chǎn)生的失真稱為截止失真，如圖6-2-19(a)所示；如果靜態(tài)工作點(diǎn)接近于Q′，在輸入信號(hào)的正半周，管子進(jìn)入飽和區(qū)產(chǎn)生的失真稱為飽和失真，如圖6-2-19(b)所示。飽和失真和截止失真統(tǒng)稱為非線性失真。圖6-2-19放大電路的非線性失真

2)估算最大輸出幅度

從圖可見，為了獲得幅度大而不失真的交流輸出信號(hào)，放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q應(yīng)設(shè)置在負(fù)載線的中點(diǎn)處。

2.放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)

放大器的框圖如圖6-2-20所示。左邊是輸入端，外接信號(hào)源，Ui、Ii分別為輸入電壓和輸入電流；右邊是輸出端，外接負(fù)載，Uo、Io分別為輸出電壓和輸出電流。圖6-2-20放大電路性能指標(biāo)測(cè)試示意圖

1)放大倍數(shù)

(1)電壓放大倍數(shù)為

(2)電流放大倍數(shù)為

2)最大輸出幅度

最大輸出幅度表示在輸出波形沒有明顯失真的情況下，放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓，一般指電壓的有效值，以Uom表示。它也可用峰-峰值表示，正弦信號(hào)的峰-峰值等于其有效值的2倍。

3)非線性失真系數(shù)

由于放大器件輸入、輸出特性的非線性，因此放大電路的輸出波形不可避免地將產(chǎn)生或多或少的非線性失真。當(dāng)輸入單一頻率的正弦波信號(hào)時(shí)，輸出波形中除基波外，還將含有一定數(shù)量的諧波。所有諧波總量與基波成分之比，定義為非線性失真系數(shù)，符號(hào)為D，即

式中,U1、U2、U3等分別表示輸出信號(hào)中基波、二次諧波、三次諧波等的幅值。

4)輸入電阻

從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻稱為放大電路的輸入電阻，見圖6-2-20。此處只考慮中頻段的情況，故從放大電路輸入端看，等效為一個(gè)純電阻Ri。輸入電阻Ri的大小等于外加正弦輸入電壓與相應(yīng)的輸入電流之比，即

輸入電阻這項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)描述放大電路對(duì)信號(hào)源索取電流的大小。通常希望放大電路的輸入電阻愈大愈好，Ri愈大，說明放大電路對(duì)信號(hào)源索取的電流愈小。

5)輸出電阻

輸出電阻是從放大電路的輸出端看進(jìn)去的等效電阻，見圖6-2-20。在中頻段，從放大電路的輸出端看，同樣等效為一個(gè)純電阻Ro。輸出電阻Ro的定義是當(dāng)輸入端信號(hào)短路，輸出端負(fù)載開路時(shí)，外加一個(gè)正弦輸出電壓，得到相應(yīng)的輸出電流，二者之比即是輸出電阻Ro，即

實(shí)際工作中測(cè)試輸出電阻時(shí)，通常在輸入端加上一個(gè)固定的正弦交流電壓，首先使負(fù)載開路，測(cè)得輸出電壓

為，然后接上阻值為RL的負(fù)載電阻，測(cè)得此時(shí)的輸出電壓為。

輸出電阻是描述放大電路帶負(fù)載能力的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。通常希望放大電路的輸出電阻愈小愈好,Ro愈小，說明放大電路的帶負(fù)載能力愈強(qiáng)。

6)通頻帶fBW

由于放大器件本身存在極間電容，還有一些放大電路中接有電抗性元件，因此，放大電路的放大倍數(shù)將隨著信號(hào)頻率的變化而變化。一般情況下，當(dāng)頻率升高或降低時(shí)，放大倍數(shù)都將減小，而在中間一段頻率范圍內(nèi)，因各種電抗性元件的作用可以忽略，故放大倍數(shù)基本不變。通常將放大倍數(shù)在高頻和低頻段分別下降到中頻段放大倍數(shù)0.707時(shí)所包括的頻率范圍，定義為放大電路的通頻帶，用符號(hào)fBW表示。在放大倍數(shù)下降到中頻值的0.707時(shí)的相應(yīng)頻率稱為放大電路的上限頻率fH和下限頻率fL,其通頻帶為fBW=fH-fL。

7)最大輸出功率與效率

放大電路的輸出功率是指在輸出信號(hào)不產(chǎn)生明顯失真的前提下，能夠向負(fù)載提供的最大輸出功率，通常用符號(hào)Pom表示。

放大的本質(zhì)是能量的控制，負(fù)載上得到的輸出功率，實(shí)際上是利用放大器件的控制作用將直流電源的功率轉(zhuǎn)換成交流功率而得到的，因此就存在一個(gè)功率轉(zhuǎn)換的效率問題。放大電路的效率η

定義為最大輸出功率Pom與直流電源消耗的功率Pu之比，即

測(cè)試工作任務(wù)書MNL5放大電路的小信號(hào)等效電路及其分析

前面所討論的圖解分析法，雖然具有直觀、形象等優(yōu)點(diǎn)，但由于其作圖煩瑣、計(jì)算精度低等缺點(diǎn)，因此一般較少使用。這里介紹一種適合于放大電路交流指標(biāo)分析和計(jì)算的簡(jiǎn)便方法，即小信號(hào)等效電路分析法所謂小信號(hào)等效電路分析法，是指在輸入低頻小信號(hào)的條件下，將放大電路用一線性電路來等效(或替代)，然后再進(jìn)行分析和計(jì)算的方法。具體地講，就是在小信號(hào)的條件下，可以將在Q點(diǎn)附近變化范圍很小的三極管的非線性特性曲線看成為直線，即將具有非線性特性的三極管線性化，從而使分析和計(jì)算過程大大簡(jiǎn)化。圖6-2-22三極管的共射接法

1)三極管的小信號(hào)等效電路

這里只討論最常用的三極管共射小信號(hào)等效電路。如圖6-2-22所示，在共射接法時(shí)，三極管的輸入電流為ib，輸入電壓為ube，輸出電流為ic，輸出電壓為uce。

可以通過三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和放大時(shí)各電流間的關(guān)系來得到其小信號(hào)等效電路。這里只討論最常用的三極管共射小信號(hào)等效電路。如圖6-2-22所示，在共射接法時(shí)，三極管的輸入電流為ib，輸入電壓為ube，輸出電流為ic，輸出電壓為uce。

可以通過三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和放大時(shí)各電流間的關(guān)系來得到其小信號(hào)等效電路。

三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-2-23(a)所示。圖中b′稱為有效基極，這是因?yàn)槿龢O管發(fā)射結(jié)發(fā)射到基區(qū)的載流子(形成ie)在基區(qū)的擴(kuò)散(形成ic)和復(fù)合(形成ib)主要是在基區(qū)中部b′附近完成的，而不是在基區(qū)外部基極b附近完成的。

rbb′、re′和rc′分別為基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)的體電阻，re和rc分別為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的結(jié)電阻。由于基區(qū)很薄而且摻雜低，因此rbb′較大，而re′和rc′則很小。由于re>>re′，rc>>rc′，因此re′和rc′皆可忽略(短路)，而rc為集電結(jié)反偏時(shí)的電阻，阻值很大，也可忽略(開路)。

考慮到三極管的放大作用，即有一個(gè)基極電流ib，就必有一個(gè)相應(yīng)的集電極電流βib與之相對(duì)應(yīng)，所以，在c和b′之間應(yīng)有一個(gè)等效的受控電流源βib

，其參考方向與ib有關(guān)，如圖6-2-23(a)所示。

rce為集—射間的漏電阻，是由于穿透電流ICEO的存在而引起的。一般rce為幾十至幾百千歐姆，而與它相并聯(lián)的負(fù)載電阻一般要小得多，所以可以忽略(開路)。

忽略re′、rc′、rc和rce后的三極管的小信號(hào)等效電路如圖6-2-23(b)所示。

常溫下，發(fā)射結(jié)的結(jié)電阻re可由下式得到：

式中,IE為發(fā)射極電流的直流分量，即發(fā)射極的偏置電流。圖6-2-23三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及小信號(hào)等效電路從圖6-2-23(b)中可以看出，re既是輸入回路的電阻，也是輸出回路的電阻，這給分析和計(jì)算帶來了一定的不便。因此，可考慮將re分別折合或等效到輸入回路和輸出回路，如圖6-2-24(a)所示。為保持外電路的電壓、電流關(guān)系不變，re

折合到基極回路的電阻值應(yīng)為rb′e=(1+β)re

，rb′e為共射接法時(shí)從有效基極b′到發(fā)射極e間的等效電阻；re折合到集電極回路的電阻值應(yīng)為r′=(1/α)re，由于該電阻與電流源串聯(lián)，對(duì)外電路沒有影響，因此可以忽略。圖6-2-24(b)所示為簡(jiǎn)化的等效電路。圖中，

rbe=rbb′+rb′e=rbb′+(1+β)re

rbe為三極管基極b到發(fā)射極e間的等效電阻。其中：

rbb′

是一個(gè)與工作狀態(tài)無關(guān)的常數(shù)，通常為幾十至幾百歐姆，可由手冊(cè)查到。在對(duì)小信號(hào)放大電路進(jìn)行計(jì)算時(shí)，若rbb′未知，則可取rbb′=300Ω。

rbe也可通過測(cè)試并由式

而得到。圖6-2-24折合和簡(jiǎn)化后的等效電路

2)放大電路的小信號(hào)等效電路及其分析

小信號(hào)等效電路分析法的主要步驟如下：

(1)求放大電路的Q點(diǎn)。必須指出的是，小信號(hào)等效電路絕不能用來求放大電路的Q點(diǎn)，但求小信號(hào)等效電路的rbe時(shí)，卻要先求得三極管的直流IB或IE值，因此可由直流通路直接進(jìn)行計(jì)算而得到放大電路的Q點(diǎn)。

(2)畫出放大電路的小信號(hào)等效電路。先畫出放大電路的交流通路，再用簡(jiǎn)化的三極管小信號(hào)等效電路來代替電路中的三極管(標(biāo)明電壓的極性和電流的方向)，從而得到含外圍電路的整個(gè)放大電路的小信號(hào)等效電路。

(3)根據(jù)所得到的放大電路的小信號(hào)等效電路，用解線性電路的方法求出放大電路的性能指標(biāo)，如Au、ri、ro等。

例6-6

如圖6-2-25(a)所示的共射基本放大電路，設(shè)三極管的β=40，電路中各元件的參數(shù)值分別為UCC=12V，RB=300kΩ，RC=4kΩ，RL=4kΩ，rbb′=100Ω。試求放大電路的Au、ri和ro。

解

(1)確定Q點(diǎn)，有

(2)該放大電路的交流通路如圖6-2-25(b)所示,圖中RL′=RC∥RL=2kΩ。

(3)該放大電路的小信號(hào)等效電路如圖6-2-25(c)所示。圖中

圖6-2-25共射基本放大電路的小信號(hào)等效電路分析法

(4)求Au、ri

和ro。由圖6-2-25(c)可得：ui=ibrbe，uo=-βib(RC//RL)=-βRL′ib

。故電壓放大倍數(shù)為

該題中，

又ui=ii(RB∥rbe)，故輸入電阻為

考慮到RB>>rbe，則

Ri≈rbe

該題中，

Ri≈rbe=750Ω

注意，上式中Ri為放大電路的輸入電阻，而rbe為三極管的共射輸入電阻，二者的概念是不同的。

下面來求輸出電阻Ro。根據(jù)輸出電阻Ro的定義，求輸出電阻Ro的電路如圖6-2-25(d)所示。由該圖可以看出，由于us=0，ib=0，因此ic=βib=0，受控電流源相當(dāng)于開路，于是uo=icRC，輸出電阻為

該題中，

Ro=RC=4kΩ

需要指出的是，以上計(jì)算必須在三極管始終工作于放大狀態(tài)下才成立。實(shí)際分析過程中，在熟悉以上分析方法的基礎(chǔ)上，可以略去具體分析步驟，直接引用結(jié)論進(jìn)行近似計(jì)算。P6M3靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的測(cè)試測(cè)試工作任務(wù)書MNL1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

靜態(tài)工作點(diǎn)不但決定了電路是否產(chǎn)生失真，而且還影響放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)。實(shí)際上，電源電壓的波動(dòng)、元器件的老化及溫度引起晶體管參數(shù)的變化，都會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，從而造成動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，甚至不能正常工作。在引起靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定的諸多因素中，溫度的影響是最主要的。

1.溫度變化對(duì)輸入輸出特性曲線的影響

溫度變化時(shí)，對(duì)輸入輸出特性曲線的影響如圖6-3-2所示。從圖中可以看出，溫度T上升，則輸出特性曲線上移，輸出特性曲線族間距增大,因此溫度升高時(shí)，UBE和IC都增大。

2.溫度變化對(duì)β的影響

當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，三極管電流放大系數(shù)β將增大，溫度每升高1℃，β要增加0.5%~1.0%。β的增大將造成IC增大，使Q點(diǎn)上移。圖6-3-2三極管的特性曲線

3.溫度對(duì)反向飽和電流ICBO的影響

當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，三極管反向飽和電流ICBO將增大。ICBO與溫度變化的關(guān)系式如下：

當(dāng)ICBO

增大時(shí)，則ICEO也要增大，因此IC也增大，Q點(diǎn)上移。

由以上分析可知，當(dāng)溫度升高時(shí)，IC要增大，引起Q點(diǎn)上移；同理可得，當(dāng)溫度下降時(shí)，IC要減小，引起Q點(diǎn)下移。即：綜合上述：

(1)ICBO、β、UBE隨溫度T升高的結(jié)果，都集中表現(xiàn)在Q點(diǎn)電流IC的增大。

(2)由于硅管的ICBO小，對(duì)于硅管來說，當(dāng)溫度變化時(shí)，主要考慮溫度對(duì)UBE和β的影響。

(3)由于鍺管的ICBO大，對(duì)于鍺管而言，當(dāng)溫度變化時(shí)，主要考慮溫度對(duì)ICBO的影響。測(cè)試工作任務(wù)書MNL2分壓式偏置放大電路

1.電路組成

分壓式偏置放大電路如圖6-3-4所示。該電路的特點(diǎn)是靜態(tài)工作點(diǎn)比較穩(wěn)定。

(1)元件的作用如下：

Rb1——上偏置電阻；Rb2——下偏置電阻；Re——發(fā)射極電阻;Ce——發(fā)射極旁路電容。圖6-3-4分壓式偏置放大電路

(2)Vb基本不變的條件：

IB1>>IB，VB>>UBE

則

一般取IB1=(5~10)IB，VB=3V~5V。

(3)穩(wěn)定Q點(diǎn)的工作原理。

基極電壓UB由Rb1和Rb2分壓后得到，即UB=

UCC固定。當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí)，引起ICQ增加，導(dǎo)致IEQ增加，使UEQ=IEQ·Re增大。由于UBEQ=UBQ-UEQ，使得UBEQ減小，于是基極偏流IBQ減小，使集電極電流ICQ的增加受到限制，從而達(dá)到穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的目的。穩(wěn)定工作點(diǎn)的過程表示如下：

2.分壓式偏置電路的靜態(tài)分析

分壓式偏置放大電路如圖6-3-5(a)所示。其靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算如下：

例6-7在圖6-3-4所示的具有分壓式穩(wěn)定工作點(diǎn)偏置電路的放大器中，Rb1=30kΩ，Rb2=10kΩ,Rc=2kΩ，Re=1kΩ，UCC=9V，試估算ICQ和UCEQ。

解估算時(shí)可認(rèn)為UBQ是基極開路時(shí)的電壓值，則有

3.分壓式偏置電路的動(dòng)態(tài)分析

分壓式偏置電路的小信號(hào)等效電路如圖6-3-4(b)所示。圖中，rbe為三極管基極b到發(fā)射極e間的等效電阻，其值為電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：

4.三極管發(fā)射極沒有旁路電容Ce

(1)靜態(tài)分析。電路如圖6-3-3所示，其靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算與三極管發(fā)射極接旁路電容Ｃe相同。

(2)動(dòng)態(tài)分析。微變等效電路如圖6-3-5所示。

電壓增益：

輸入電阻：Ri=Rb1∥Rb2∥［rbe+(1+β)Re］

輸出電阻：Ro=RC

圖6-3-5三極管發(fā)射極沒有旁路電容Ce小信號(hào)的等效電路

例6-8電路如圖6-3-6所示，晶體管的β=100，rbb′=100Ω。

(1)求電路的Q點(diǎn)、、Ri和Ro；

(2)若電容Ce開路，則將引起電路的哪些動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生變化？如何變化？圖6-3-6例6-8圖

解

(1)靜態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析：

(2)當(dāng)發(fā)射極旁路電容斷開后，放大電路的輸入電阻將增大，Ri≈4.1kΩ;當(dāng)Ri增大時(shí)，其電壓放大倍數(shù)||將減小，。P6M4共集電路與共基電路的測(cè)試測(cè)試工作任務(wù)書MNL1共集電極放大電路

共集電極電路也稱為射極輸出器，如圖6-4-2所示。

(1)靜態(tài)工作點(diǎn)：

(2)電壓增益：圖6-4-2共集電極電路、交流通路及小信號(hào)等效電路

(3)輸入電阻:

Ri=Rb∥［rbe+(1+β)Re］≈Rb∥βRe

可選Rb→∞,使Ri≈βRe。

(4)輸出電阻：

共集電極電路的特點(diǎn)如下：電壓增益接近于1；輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減??；輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)；電壓跟隨器(輸出電壓隨著輸入電壓的變化而變化)。分析與思考:

共集電極電路作何改進(jìn)后，既可使其具有溫度穩(wěn)定性，又不影響其動(dòng)態(tài)指標(biāo)？

例6-9

求圖6-4-3所示的射極輸出器的Au、Ri和Ro。設(shè)三極管的UBE=0.7V，β=50，rbb′=100Ω。圖6-4-3例6-9圖

解①②③測(cè)試工作任務(wù)書MNL2共基極電路

1.共基極電路

1)靜態(tài)工作點(diǎn)

共基極放大電路如圖6-4-4所示，其直流通路與射極偏置電路相同,因此靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算與射極分壓式偏置電路相同。

2)動(dòng)態(tài)分析

共基極放大電路的小信號(hào)等效電路如圖6-4-5所示，其動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算如下。

①電壓增益：

②輸入電阻：

③輸出電阻：

Ro≈RC

圖6-4-5共基極電路分析與思考：

共基極電路的輸入電阻很小，最適合用來放大何種信號(hào)源的信號(hào)？

2.三種組態(tài)的比較

共射共集共基

電壓增益：

輸入電阻：

輸出電阻：

例6-10共基極放大電路如圖6-4-4所示，已知β=150,計(jì)算Au、Ri、Ro。

解MNL1反饋的基本概念

前面的項(xiàng)目中討論放大電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)間的關(guān)系時(shí)，只涉及到了輸入信號(hào)對(duì)輸出信號(hào)的控制作用，這稱做放大電路的正向傳輸作用。然而，放大電路的輸出信號(hào)也可能對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生反作用，簡(jiǎn)單地說，這種反作用就叫做反饋。反饋在電子技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。在各種電子設(shè)備中，人們經(jīng)常采用反饋的方法來改善電路的性能，以達(dá)到預(yù)定指標(biāo)。凡是在精度、穩(wěn)定性等方面要求比較高的放大電路，大都包含著某種形式的反饋。P6M5負(fù)反饋放大電路基本性能的測(cè)試

1.反饋概念的建立

反饋的現(xiàn)象和運(yùn)用在前面已經(jīng)提到過，圖6-5-1所示的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路就是一例。在電路中，電阻Rb1和Rb2

分壓，使基極電位基本固定，然后通過射極電阻Re兩端的電壓來反映集電極電流的大小和變化，采取這種措施可使電路的靜態(tài)工作電流保持穩(wěn)定。圖6-5-1具有負(fù)反饋的放大電路例如，當(dāng)環(huán)境溫度上升使三極管的靜態(tài)集電極電流ICQ增大時(shí)，IEQ也隨之增大，則UEQ=IEQRe也增加。由于固定了UBQ，加在基極和發(fā)射極之間的電壓UBEQ=UBQ-UEQ將隨之減小，從而使IBQ減小，ICQ也隨之減小，這樣就牽制了ICQ、IEQ的增加，使它們基本上不隨溫度而改變。

通過以上具體例子可以幫助我們建立反饋的概念。所謂放大電路中的反饋，通常是指將放大電路的輸出量的一部分或全部，通過一定的方式反送到放大電路的輸入回路中去。在圖6-5-1中,放大電路的輸出量是電流ICQ，利用IEQ(≈ICQ)在Re上產(chǎn)生的壓降把輸出量反送到放大電路的基極回路，改變了UBEQ，使ICQ基本穩(wěn)定，所以這種電路也稱為電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路。

由此可見，如欲穩(wěn)定電路中的某一個(gè)電量，則應(yīng)采取措施將這個(gè)電量反饋回去，當(dāng)由于某些因素引起該電量發(fā)生變化時(shí)，這種變化將反映到放大電路的輸入端，從而牽制原來的電量，使之基本保持穩(wěn)定。

2.反饋的分類

1)正反饋和負(fù)反饋

根據(jù)反饋極性的不同，反饋可以分為正反饋和負(fù)反饋。如果引入的反饋信號(hào)增強(qiáng)了外加輸入信號(hào)的作用，從而使放大電路的放大倍數(shù)得到提高，這樣的反饋稱為正反饋；相反，如果反饋信號(hào)削弱了外加輸入信號(hào)的作用，使放大電路的放大倍數(shù)降低，則稱為負(fù)反饋。

為了判斷引入的是正反饋還是負(fù)反饋，可以采用瞬時(shí)極性法，即先假定輸入信號(hào)為某一個(gè)瞬時(shí)極性，然后逐級(jí)推出電路其他有關(guān)各點(diǎn)瞬時(shí)信號(hào)的變化情況，最后判斷反饋到輸入端信號(hào)的瞬時(shí)極性是增加還是削弱了原來的輸入信號(hào)。

例如,在圖6-5-2(a)中假設(shè)加上一個(gè)瞬時(shí)極性為正的輸入電壓。因輸入電壓加在三極管V1的基極上，輸出電壓的瞬時(shí)極性為負(fù)，而反饋電壓由輸出電壓經(jīng)電阻Rf、Re2分壓后得到，因此反饋電壓的瞬時(shí)極性也是負(fù)，放大電路的實(shí)際輸入電壓等于輸入電壓與反饋電壓之差，可見反饋電壓削弱了輸入電壓的作用，使放大倍數(shù)下降，因此是負(fù)反饋。

在圖6-5-2(b)中，由于反饋信號(hào)引入到三極管V1的發(fā)射極上，因此放大電路的實(shí)際輸入信號(hào)等于輸入電壓與反饋電壓之和，反饋信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，因此是正反饋。在圖6-5-2(c)中，輸入電壓加在集成運(yùn)放的同相輸入端，當(dāng)其瞬時(shí)極性為正時(shí)，輸出電壓的瞬時(shí)極性為負(fù)，反饋信號(hào)通過電阻Rf

引回到集成運(yùn)放的反相輸入端，此反饋信號(hào)將削弱外加輸入信號(hào)的作用，使放大倍數(shù)降低，所以是負(fù)反饋。

如果要求穩(wěn)定放大電路中的某個(gè)電量，則一般采用負(fù)反饋的方式。負(fù)反饋雖然損失了放大倍數(shù)，但能使其他各項(xiàng)性能得到改善，因此在電路中經(jīng)常被采用。有時(shí)也用正反饋方式來獲得較高的放大倍數(shù)，但要注意，正反饋太強(qiáng)會(huì)使電路產(chǎn)生振蕩。圖6-5-2負(fù)反饋

2)直流反饋和交流反饋

根據(jù)反饋信號(hào)本身的交、直流性質(zhì)，可分為直流反饋和交流反饋。如果反饋信號(hào)中只包含直流成分，則稱為直流反饋；如果反饋中只有交流成分，則稱為交流反饋。在很多情況下，交、直流兩種反饋兼而有之。

在圖6-5-3(a)中，設(shè)V2發(fā)射極的旁路電容Ce足夠大，可認(rèn)為電容兩端的交流信號(hào)基本為零，則從V2的發(fā)射極通過Rf引回到V1基極的反饋信號(hào)中將只有直流成分，因此電路中引入的是直流反饋。在圖6-5-3(b)中，從放大電路的輸出端通過Cf和Rf將反饋信號(hào)引回到V1的發(fā)射極，由于電容的隔直作用，反饋信號(hào)中將只有交流成分，所以這個(gè)反饋是交流反饋。圖6-5-3直流反饋和交流反饋直流負(fù)反饋的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，而對(duì)于放大電路的各動(dòng)態(tài)性能沒有影響。各種不同類型的交流反饋將對(duì)放大電路的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能產(chǎn)生不同的影響，這是用以改善電路技術(shù)指標(biāo)的主要手段，也是討論的主要內(nèi)容。

3)電壓反饋和電流反饋

根據(jù)反饋信號(hào)在放大電路輸出端采樣方式的不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。

如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，則稱為電壓反饋，如圖6-5-4(a)所示；如果反饋信號(hào)取自輸出電流，則稱為電流反饋，如圖6-5-4(b)所示。圖6-5-4電壓反饋與電流反饋在圖6-5-3(b)中，反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，屬于電壓反饋。而在圖6-5-3(a)中，如果不加旁路電容，則反饋信號(hào)與輸出回路的電流成正比，因此是電流反饋。

放大電路中引入電壓負(fù)反饋后，將使輸出電壓保持穩(wěn)定，其效果是降低了電路的輸出電阻；而電流負(fù)反饋將使輸出電流保持穩(wěn)定，因而提高了輸出電阻。

為了判斷放大電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋，可以采用輸出短路法。

4)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路輸入回路中求和形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。

如果反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電壓形式求和，則稱為串聯(lián)反饋，如圖6-5-5(a)所示；如果二者以電流形式求和，則稱為并聯(lián)反饋，如圖6-5-5(b)所示。圖6-5-5串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋在圖6-5-3(b)中，三極管V1基極和發(fā)射極之間的凈輸入電壓等于外加輸入電壓與反饋電壓之差，說明反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式求和，因此屬于串聯(lián)反饋。而在圖6-5-3(a)中，假設(shè)去掉旁路電容，三極管V1的基極電流等于輸入電流與反饋電流之差，也就是反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式求和，所以是并聯(lián)反饋。

例6-11判斷圖6-5-6中電路的反饋類型。

解Re1——第一級(jí)、第三級(jí)及總體放大電路的電流串聯(lián)負(fù)反饋;

Rf1、Rf2——總體直流負(fù)反饋；

Re2——第二級(jí)放大電路電流串聯(lián)負(fù)反饋。圖6-5-6例6-11圖測(cè)試工作任務(wù)書MNL2負(fù)反饋放大電路

1.負(fù)反饋的四種組態(tài)

根據(jù)以上分析可知，實(shí)際放大電路中的反饋形式是多種多樣的，本節(jié)著重分析各種形式的負(fù)反饋。對(duì)于負(fù)反饋來說，根據(jù)反饋信號(hào)在輸出端的采樣方式以及輸入回路中求和形式的不同，共有四種組態(tài),即：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。

1)電壓串聯(lián)負(fù)反饋

在圖6-5-8(a)所示的放大電路中，從集成運(yùn)放的輸出端到反相輸入端之間通過電阻Rf引入了一個(gè)反饋。由圖可知，反饋電壓Uf等于輸出電壓在電阻R1和Rf分壓以后得到的值，即反饋電壓與輸出電壓成正比。在放大電路的輸入回路中，集成運(yùn)放的凈輸入電壓等于其同相輸入端與反相輸入端的電壓之差。在理想情況下，集成運(yùn)放的輸入電流為零，故電阻R2上沒有壓降,于是可得

即輸入信號(hào)與反饋信號(hào)以電壓的形式求和，而且，反饋電壓將削弱外加輸入電壓的作用，使放大倍數(shù)降低?？傊?，以上分析說明，圖6-5-8(a)所示電路中引入的反饋是電壓串聯(lián)負(fù)反饋。圖6-5-8電壓串聯(lián)負(fù)反饋為了便于分析引入反饋后的一般規(guī)律，常常利用方框圖來表示各種組態(tài)的負(fù)反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋組態(tài)方框圖如圖6-5-8(b)所示。圖中有兩個(gè)方框，上面的方框表示不加反饋時(shí)的放大網(wǎng)絡(luò)，下面的方框表示反饋網(wǎng)絡(luò)。反饋電壓從放大電路的輸出端根據(jù)輸出電壓采樣而得到，然后在輸入回路中與外加輸入電壓相減后得到凈輸入電壓。由方框圖可見，放大網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是凈輸入電壓，輸出信號(hào)是，二者均為電壓信號(hào)，故其放大倍數(shù)用符號(hào)表示，稱為放大網(wǎng)絡(luò)的電壓放大倍數(shù)，即

在圖6-5-8(b)中，反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是放大電路的輸出電壓，它的輸出信號(hào)是反饋電壓。反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)是與之比，用符號(hào)表示，可得

在圖6-5-8(a)所示的具體放大電路中，已知

所以反饋系數(shù)為

2)電壓并聯(lián)負(fù)反饋

在圖6-5-9(a)所示的放大電路中，反饋信號(hào)從放大電路的輸出電壓采樣，屬于電壓反饋。而在輸入回路中，凈輸入電流等于外加輸入電流與反饋電流之差，即

說明二者之間以電流形式求和。根據(jù)瞬時(shí)極性法，設(shè)輸入電壓的瞬時(shí)值升高，則輸出電壓將反相，即其瞬時(shí)值將降低，于是流過電阻Rf的反饋電流將增大，但這個(gè)反饋電流將削弱輸入電流的作用，使凈輸入電流減小?？傊穗娐分械姆答伿请妷翰⒙?lián)負(fù)反饋。圖6-5-9電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋的方框圖見圖6-5-9(b)。放大網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是凈輸入電流，輸出信號(hào)是放大電路的輸出電壓

，它的放大倍數(shù)用符號(hào)表示，即

由上式可知，的量綱是電阻，故稱之為放大網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移電阻。反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是放大電路的輸出電壓，輸出信號(hào)是反饋電流。反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為與之比，用符號(hào)表示，它的量綱是電導(dǎo)，可表示為

在圖6-5-9(a)所示的放大電路中，當(dāng)集成運(yùn)放的開環(huán)差模增益足夠大時(shí)，可認(rèn)為其反相輸入端的電壓近似等于零，則反饋電流為

因此反饋系數(shù)為

3)電流串聯(lián)負(fù)反饋

在圖6-5-10(a)所示的放大電路中，反饋電壓為

即反饋電壓與輸出電流成正比。而在放大電路的輸入回路中，凈輸入電壓為

圖6-5-10電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋的方框圖見圖6-5-10(b)。放大網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是凈輸入電壓，輸出信號(hào)是放大電路的輸出電流，其放大倍數(shù)用符號(hào)表示，即

的量綱是電導(dǎo)，稱為放大網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是放大電路的輸出電流，輸出信號(hào)是反饋電壓，反饋系數(shù)等于與之比，用符號(hào)表示，它的量綱是電阻，可表示為

在圖6-5-10(a)所示的電路中，反饋電壓，則反饋系數(shù)為

4)電流并聯(lián)負(fù)反饋

在圖6-5-11(a)所示的放大電路中，反饋信號(hào)從放大電路輸出端的電流采樣。在輸入回路中，反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)以電流的形式求和，凈輸入電流為

圖6-5-11電流并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時(shí)極性法，設(shè)輸入電壓的瞬時(shí)值升高，則輸出電壓的瞬時(shí)值將降低，于是輸出電流減小，使輸出電流在電阻R3上的壓降也降低，則流過Rf的反饋電流將增大，但是此反饋電流將削弱輸入電流的作用，使凈輸入電流減小，可見，電路中引入的反饋是電流負(fù)反饋。電流并聯(lián)負(fù)反饋的方框圖如圖6-5-11(b)所示。放大網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是凈輸入電流，輸出信號(hào)是放大電路的輸出電流，放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)用符號(hào)表示，即

稱為放大網(wǎng)絡(luò)的電流放大倍數(shù)。反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)是放大電路的輸出電流，輸出信號(hào)是反饋電流，反饋系數(shù)等于與之比，用符號(hào)表示，即

在圖6-5-11(a)所示的放大電路中，若集成運(yùn)放的開環(huán)電壓增益足夠大，則其反向輸入端的電壓近似為零，則反饋電流為

則反饋系數(shù)為

2.反饋的一般表達(dá)式

為便于深入研究放大電路中反饋的一般規(guī)律，可將各種不同極性、不同組態(tài)的反饋使用一個(gè)統(tǒng)一的方框圖來表示，如圖6-5-12所示。

為了表示一般情況，方塊圖中的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)和反饋信號(hào)分別用正弦相量、和表示，它們可能是電壓量，也可能是電流量。圖中上面一個(gè)方塊表示放大網(wǎng)絡(luò)，無反饋時(shí)放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)用復(fù)數(shù)符號(hào)表示，有時(shí)也稱為開環(huán)放大倍數(shù)。下面一個(gè)方塊表示反饋網(wǎng)絡(luò)，反饋系數(shù)用復(fù)數(shù)表示。圖6-5-12放大電路方框圖信號(hào)在放大網(wǎng)絡(luò)中為正向傳遞，在反饋網(wǎng)絡(luò)中為反向傳遞。信號(hào)傳遞的方向如圖中箭頭所示。圖中的符號(hào)表示對(duì)外加輸入信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行比較和疊加，外加輸入信號(hào)與反饋信號(hào)經(jīng)過求和環(huán)節(jié)后得到凈輸入信號(hào)，再送到放大網(wǎng)絡(luò)。

圖中的和是廣義的放大倍數(shù)和反饋系數(shù)，它們的物理意義和量綱與反饋的組態(tài)有關(guān)。

現(xiàn)在來分析引入反饋后放大電路中各變量之間的關(guān)系。由圖可見，放大倍數(shù)和反饋系數(shù)分別為:

凈輸入信號(hào)為

整理上式可得

該式就是放大電路引入反饋后的一般表達(dá)式。式中:

——反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù);

——回路增益；

1+

——反饋深度。

(1)若|1+

|>1，則|

|<|

|,說明引入反饋后使放大倍數(shù)比原來減小，這種反饋稱為負(fù)反饋；反之,若|1+

|<1，則||>|

|,說明引入反饋后使放大倍數(shù)比原來增大，這種反饋稱為正反饋。

(2)在負(fù)反饋的情況下，如果反饋深度|1+

|>>1，則稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)上式可簡(jiǎn)化為上式表明，在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)基本上等于反饋系數(shù)的倒數(shù)。即深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)幾乎與放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)無關(guān)，而主要決定于反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)。因而，即使由于溫度等因素變化而導(dǎo)致放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)發(fā)生變化，只要的值一定，就能保持閉環(huán)放大倍數(shù)穩(wěn)定，這是深度負(fù)反饋放大電路的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際的反饋網(wǎng)絡(luò)常常由電阻等元件組成，反饋系數(shù)通常決定于某些電阻值之比，基本上不受溫度等因素的影響。在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，為了提高穩(wěn)定性，往往選用開環(huán)電壓增益很高的集成運(yùn)放，以便引入深度負(fù)反饋。

(3)如果分母1+

=0，即=-1，則=∞，說明=0時(shí)，≠0。此時(shí)放大電路雖然沒有外加輸入信號(hào)，但有一定的輸出信號(hào)，放大電路的這種狀態(tài)稱為自激振蕩。MNL3負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響

1.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性

放大電路引入負(fù)反饋以后得到的最直接、最顯著的效果就是提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。在輸入信號(hào)一定的情況下，當(dāng)電路參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，由于引入了負(fù)反饋，放大電路輸出信號(hào)的波動(dòng)將大大減小。引入反饋以后，放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)為

如果放大電路工作在中頻范圍，且反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻性，和均為實(shí)數(shù)，則上式可表示為

將上式對(duì)變量A求導(dǎo)數(shù)，可得

或

將上式等號(hào)的兩邊都除以，則可得

上式表明，負(fù)反饋放大電路閉環(huán)放大倍數(shù)的相對(duì)變化量，等于無反饋時(shí)放大網(wǎng)絡(luò)放大倍數(shù)的相對(duì)變化量的。

2.減小非線性失真和抑制干擾

由于放大器件特性的非線性，當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)的波形可能不再是一個(gè)真正的正弦波，而將產(chǎn)生或多或少的非線性失真。當(dāng)信號(hào)幅度比較大時(shí)，非線性失真現(xiàn)象更為明顯。引入負(fù)反饋可以減小非線性失真。例如，由圖6-5-13可見，如果正弦波輸入信號(hào)xi經(jīng)過放大后產(chǎn)生的失真波形為正半周大、負(fù)半周小，則經(jīng)過反饋后，在F為常數(shù)的條件下，反饋信號(hào)xf也是正半周大、負(fù)半周小。但它和輸入信號(hào)xi

相減后得到的凈輸入信號(hào)xi′=xi-xf的波形卻變成正半周小、負(fù)半周大，這樣就把輸出信號(hào)的正半周壓縮、負(fù)半周擴(kuò)大，結(jié)果使正、負(fù)半周的幅度趨于一致，從而改善了輸出波形。圖6-5-13減小非線性失真

3.展寬頻帶

從本質(zhì)上說，放大電路的通頻帶受到一定限制，是由于放大電路對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)呈現(xiàn)出不同的放大倍數(shù)而造成的。而通過前面的分析已經(jīng)看到，無論何種原因引起放大電路的放大倍數(shù)發(fā)生變化，均可以通過負(fù)反饋使放大倍數(shù)的相對(duì)變化量減小，從而提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。由此可知，對(duì)于信號(hào)頻率不同而引起的放大倍數(shù)下降，也可以利用負(fù)反饋進(jìn)行改善，所以，引入負(fù)反饋可以展寬放大電路的頻帶。例如，假設(shè)反饋系數(shù)F是一固定常數(shù)，當(dāng)輸入信號(hào)的幅度不變時(shí)，隨著頻率的升高或降低，輸出信號(hào)的幅度將減小，則引回到放大電路輸入回路的反饋信號(hào)的幅度也按比例減小，于是凈輸入信號(hào)的幅度增大，使放大電路輸出信號(hào)的相對(duì)下降量比無反饋時(shí)少，也就是說，放大電路的頻帶展寬了。

下面將進(jìn)一步說明，頻帶展寬的程度也與負(fù)反饋的深度1+有關(guān)。假設(shè)無反饋時(shí)放大電路在高頻段的放大倍數(shù)為

式中,