多级放大与负反馈电路基优秀PPT.ppt
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1、多级放大与负反馈电路基第1页,本讲稿共13页2023/2/21长江大学电工电子实验中心龙从玉长江大学电工电子实验中心龙从玉22.2.2.2.负反馈负反馈负反馈负反馈对放大器性能的影响对放大器性能的影响对放大器性能的影响对放大器性能的影响.负反馈负反馈负反馈负反馈降低降低降低降低电压电压电压电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数:A Aufuf=A=Au u/(1+A/(1+Au u f fu u )反馈系数:反馈系数:反馈系数:反馈系数:f fu u =u=ui i/u/uo o=R=Rs2s2/(R/(Rs2s2+R Rf f )R Rs2s2/R Rf f .负反馈负反馈负反馈负反馈提高提高
2、提高提高电压电压电压电压增益增益增益增益的的的的稳定性稳定性稳定性稳定性 环闭增益的稳定性提高环闭增益的稳定性提高环闭增益的稳定性提高环闭增益的稳定性提高(1+A(1+Aufuf)倍。倍。倍。倍。.负反馈可负反馈可负反馈可负反馈可扩展扩展扩展扩展放大器的放大器的放大器的放大器的通频带通频带通频带通频带:上限频率上限频率上限频率上限频率:f fHfHf=f=fH H(1+Auf)(1+Auf);下限频率下限频率下限频率下限频率:f:fLfLf=f fL L/(1+Auf)/(1+Auf)。.负负负负反馈反馈反馈反馈对输入对输入对输入对输入/输出输出输出输出阻抗的影响阻抗的影响阻抗的影响阻抗的影响
3、:一般一般一般一般串联串联串联串联负负负负反馈反馈反馈反馈增加增加增加增加输入阻抗;输入阻抗;输入阻抗;输入阻抗;并联并联并联并联负负负负反馈反馈反馈反馈减少减少减少减少输入阻抗输入阻抗输入阻抗输入阻抗;电压电压电压电压负负负负反馈反馈反馈反馈减少减少减少减少输出阻抗;输出阻抗;输出阻抗;输出阻抗;电流电流电流电流负负负负反馈反馈反馈反馈增加增加增加增加输出阻抗。输出阻抗。输出阻抗。输出阻抗。本例本例本例本例共源共射共源共射共源共射共源共射两级两级两级两级电压串联电压串联电压串联电压串联负反馈负反馈负反馈负反馈:输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻不变不变不变不变;若第一级共射输入阻抗若第一级共射
4、输入阻抗若第一级共射输入阻抗若第一级共射输入阻抗R Rif if=R=Ri i(1+A(1+Aufuf)!)!!输出阻抗:输出阻抗:输出阻抗:输出阻抗:R Rofof=R=Ro o/(1+A/(1+Aufuf)。.负负负负反馈能减少反馈环内的非线性失真反馈能减少反馈环内的非线性失真反馈能减少反馈环内的非线性失真反馈能减少反馈环内的非线性失真.电子电路设计仿真测试实验电子电路设计仿真测试实验电子电路设计仿真测试实验电子电路设计仿真测试实验第2页,本讲稿共13页长江大学电工电子实验中心龙从玉长江大学电工电子实验中心龙从玉3u uGSGS图图图图-1.1 -1.1 场效应管场效应管场效应管场效应管V
5、 VP P测量电路测量电路测量电路测量电路1)1)万用表判断场效应管极性:万用表判断场效应管极性:万用表判断场效应管极性:万用表判断场效应管极性:用万用表用万用表用万用表用万用表R20kR20k挡挡挡挡,任选任选任选任选两个电极,两个电极,两个电极,两个电极,当测出其当测出其当测出其当测出其正向正向正向正向与与与与反向反向反向反向电阻值电阻值电阻值电阻值相等相等相等相等且为且为且为且为几百几百几百几百-几几几几K K,则这则这则这则这两电极两电极两电极两电极分分分分别为别为别为别为漏极漏极漏极漏极D D和和和和源极源极源极源极S S。剩下的电极为剩下的电极为剩下的电极为剩下的电极为栅极栅极栅极
6、栅极GG。3).3).饱和漏电流饱和漏电流饱和漏电流饱和漏电流I Idssdss的的的的测量:测量:测量:测量:保持保持保持保持上图中上图中上图中上图中u uDSDS=10V=10V不变不变不变不变 ,调整调整调整调整 u uGSGS=0=0。此时的此时的此时的此时的漏极电流漏极电流漏极电流漏极电流I ID D就是就是就是就是饱和饱和饱和饱和漏电流漏电流漏电流漏电流I IDSSDSS。一般一般一般一般I IDssDss10mA10mA。VVpVp1ku uDSDS10v10vIDGSDK30AS G D图图图图-1.2-1.2 场效应管场效应管场效应管场效应管I IDSSDSS测量电路测量电路
7、测量电路测量电路V VGSGS=0=0I IDSSDSS2)2)夹断电压夹断电压夹断电压夹断电压u up p的的的的测量:测量:测量:测量:u up p的的的的测量测量测量测量电路如图电路如图电路如图电路如图-1-1-1-1 取取取取u uDSDS=10V=10V,调节,调节,调节,调节u uGSGS的的的的大小,大小,大小,大小,使使使使I ID D=20uA=20uA,此时的此时的此时的此时的u uGSGS就是就是就是就是u up p。1k2023/2/211002.3.2.3.场效应管电路基础:场效应管电路基础:场效应管电路基础:场效应管电路基础:第3页,本讲稿共13页长江大学电工电子实
8、验中心龙从玉长江大学电工电子实验中心龙从玉4表表-1-1 转移特性测试表转移特性测试表(u(uDSDS=10V)=10V)*up01341214u uGSGS01.61.20.80.4I ID D30.010.3511.66-2 5 -2 -1.5 -1 -0.5 0QQ V VGS GS VPVPV VDSDS=10V=10VV VGSGS/V/VID/mAmA I ID D32.521.510.5图图图图-2-2 由转移特性曲线求由转移特性曲线求由转移特性曲线求由转移特性曲线求gmgm4)4).低频跨导低频跨导低频跨导低频跨导(互导互导互导互导)gmgm的测量的测量的测量的测量 按测量按测
9、量按测量按测量夹断电压夹断电压夹断电压夹断电压upup的电路,依次的电路,依次的电路,依次的电路,依次改变改变改变改变u uGSGS大大大大小并小并小并小并测量测量测量测量I ID D,记录在表,记录在表,记录在表,记录在表-1-1中,据此作转移特性曲中,据此作转移特性曲中,据此作转移特性曲中,据此作转移特性曲线如图线如图线如图线如图-3-3。附附附附:3DJ6F:3DJ6F参数参数参数参数:up=-0.4:up=-0.4-5V-5V.I IDSSDSS=0.3=0.36.5mA.6.5mA.gm 1.2ms gm 1.2msIDSS根据图根据图根据图根据图-2-2中的转移特性曲线可确定:中的
10、转移特性曲线可确定:中的转移特性曲线可确定:中的转移特性曲线可确定:饱和漏电流饱和漏电流饱和漏电流饱和漏电流I IDSSDSS ;夹断电压夹断电压夹断电压夹断电压upup:跨导:跨导:跨导:跨导:gmgm=I ID D/u uGSGS(西门子西门子西门子西门子)2023/2/21第4页,本讲稿共13页长江大学电工电子实验中心龙从玉长江大学电工电子实验中心龙从玉55).场效应管共源放大电路场效应管共源放大电路场效应管共源放大电路场效应管共源放大电路 +12VK30ARg1Rg1470K470KC1C10.01u0.01uC2C210u10uR Rs2s22K2KRg2Rg247K47K Rg3
11、Rg32.2M2.2MGSD-R RD D5.1K5.1KR Rs1s1200200uououiuiC2C247u47uususRLRL5.1K5.1KR R1M1MRi=ui*R/(us-ui)Ri=ui*R/(us-ui)R R0 0=R=RL L(u(u0 0-u-u0L0L)/u)/u0L0LAu=uo/uiAu=uo/uiRgRg1M1MuiuiRi=Ri/Rg图图图图-3-3 场效应管共源放大电路图场效应管共源放大电路图场效应管共源放大电路图场效应管共源放大电路图 2023/2/21第5页,本讲稿共13页长江大学电工电子实验中心龙从玉长江大学电工电子实验中心龙从玉66).6).结型
12、场效应管共源电路的参数计算结型场效应管共源电路的参数计算结型场效应管共源电路的参数计算结型场效应管共源电路的参数计算.静态值:静态值:静态值:静态值:电压:电压:电压:电压:u uGSGS=u=uGG-u-uS S 电流:电流:电流:电流:I ID D=I=IDSSDSS1-(u1-(uGSGS/up)/up)跨导:跨导:跨导:跨导:gm=gm=I ID D/u uGSGS.动态参数动态参数动态参数动态参数 :电压增益电压增益电压增益电压增益:AuAu=uo/uiuo/ui=gmgm(Rd/R(Rd/RL L)/(1+(1+gmgmR RS1S1)R RS1S1:是源极串联电流负反馈电阻。是源
13、极串联电流负反馈电阻。是源极串联电流负反馈电阻。是源极串联电流负反馈电阻。输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻:RiRi=Rg3+Rg1/Rg2 Rg3+Rg1/Rg2 在用示波器测量在用示波器测量在用示波器测量在用示波器测量场效应管场效应管场效应管场效应管电路的电路的电路的电路的输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻时,要修正示波器因时,要修正示波器因时,要修正示波器因时,要修正示波器因1M1M的的的的输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻引起的测量引起的测量引起的测量引起的测量误差误差误差误差!输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻:RoRo=RdRdN N沟道场效应管的沟道场效应管的沟道场效应管的沟道场效应管
14、的源极源极源极源极与与与与漏极漏极漏极漏极可以可以可以可以互换,互换,互换,互换,输入输入输入输入电阻高,电阻高,电阻高,电阻高,栅极栅极栅极栅极电压电压电压电压可可可可正正正正可可可可负负负负,使用灵活。,使用灵活。,使用灵活。,使用灵活。在实验中在实验中在实验中在实验中,可试用可试用可试用可试用根据根据根据根据测量测量测量测量数据计算数据计算数据计算数据计算跨导跨导跨导跨导gmgm。2023/2/21第6页,本讲稿共13页长江大学电工电子实验中心龙从玉长江大学电工电子实验中心龙从玉77).7).共源放大电路的调试与测量共源放大电路的调试与测量共源放大电路的调试与测量共源放大电路的调试与测量
15、测量测量测量测量电压电压电压电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数AuAu与与与与输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻RoRo与与与与输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻RiRi 输入输入输入输入f=1khzf=1khz,upp=100mvupp=100mv的正弦信号,分别测量的正弦信号,分别测量的正弦信号,分别测量的正弦信号,分别测量 R RL L=5.1k=5.1k时的时的时的时的uouo与与与与R RL L=时的时的时的时的u uoLoL,计算计算计算计算Au=uAu=uOLOL/ui/ui.计算输入电阻计算输入电阻计算输入电阻计算输入电阻Ri.Ri.填入表填入表填入表填入表-2-2中。中。中。中
16、。表表-1-1 场效应管共源放大电路静态值测量表场效应管共源放大电路静态值测量表u uGQGQ/v/vu uSQSQ/v/vu uDQDQ/v/vu uDSDS/v/vI IDD(mA)(mA)1.602.403.60.80测量测量测量测量静态工作点:静态工作点:静态工作点:静态工作点:在图在图在图在图-4-4的电路中,电源的电路中,电源的电路中,电源的电路中,电源V VDDDD=+12V+12V,测量测量测量测量u uGG.u.uS S.计算计算计算计算I IDQDQ,填入表,填入表,填入表,填入表-2-2中中中中,并在并在并在并在转移转移转移转移特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线上标出上标出
17、上标出上标出QQ点点点点,求出相应的求出相应的求出相应的求出相应的gmgm。表表-2-2 场效应管共源放大电路的交流参数测量表场效应管共源放大电路的交流参数测量表uiui(V)(V)uouo(V)(V)uoLuoL(V(V)Au=Au=uoLuoL/uiuiRoRo(K)(K)usus(V)(V)Ri(K)Ri(K)*问题:问题:问题:问题:对于输入电阻对于输入电阻对于输入电阻对于输入电阻RiRi为什么不能用直接用为什么不能用直接用为什么不能用直接用为什么不能用直接用串联电阻分压法串联电阻分压法串联电阻分压法串联电阻分压法测量计算?可用测量计算?可用测量计算?可用测量计算?可用那些办法消除测量
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