X014-习题课解答-清华大学-电子电路与系统基础.

电子电路与系统基础习题课第十四讲1、第十二讲作业讲解2、负反馈放大器例李国林清华大学电子工程系习题课第十四讲大纲•第十二讲作业讲解–作业1：3句话说清楚负反馈放大器•负反馈放大器李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季2作业1、2、3•1、p21：3句话说清楚负反馈放大器•2、p43：CC组态电压缓冲器模型分析•3、请画出图示电路的交流小信号分析电路模型，求电压放大倍数，输入电阻、输出电阻，及源端到负载端二端口等效电路–假设晶体管工作在恒流区，交流分析用y参量微分元件替代–二端口总网络用电压放大器最适g参量描述李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季3VDDM2M1vINVG20M3M4VG30VDDRLvL作业1：3句话说清楚负反馈放大器李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季4线性电阻反馈网络晶体管网络iinifievo线性电阻反馈网络晶体管网络vevfioio线性电阻反馈网络晶体管网络iinifie线性电阻反馈网络晶体管网络vevfioiovo并并负反馈串串负反馈并串负反馈串并负反馈vinvin仿照上页串串负反馈格式，用相同的语式描述所有4种负反馈放大器：3句话，3个公式串串负反馈李国林电子电路与系统基础5线性电阻反馈网络晶体管网络vevfioio串串负反馈vin（1）原理：检测输出电流io，形成反馈电压vf，从输入电压信号vin中扣除，形成误差电压ve，作用到晶体管放大网络，稳定输出电流io。故而串串负反馈形成接近理想的压控流源（2）分析：串串连接z相加，z12元素为理想反馈网络的跨阻反馈系数RF，扣除反馈系数作用后的网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻rin=z11，输出电阻rout=z22，开环跨导增益Gm0=-z21/(z11z22)。闭环放大器接近理想压控流源，其最适参量矩阵为y参量，故而对z求逆，y=z-1。outoutinmFinETrrrGRr0zzz（3）结果：闭环放大器环路增益T=Gm0RF，输入电阻变大rinf=rin(1+T)，输出电阻变大，routf=rout(1+T)，闭环跨导增益Gmf=Gm0/(1+T)变得稳定了，在深度负反馈条件T1下，闭环跨导增益Gmf几乎是反馈系数的倒数1/RFoutfmfinfFmoutFmmFmoutinFFminrGrRGrRGGRGrrRRGr101111111000001单向化条件满足zyFRGFmmmfRRGGGFm111000清华大学电子工程系2013年春季Gm0RF并并负反馈李国林电子电路与系统基础6（1）原理：检测输出电压vo，形成反馈电留if，从输入电流信号iin中扣除，形成误差电流ie，作用到晶体管放大网络，稳定输出电压vo。故而并并负反馈形成接近理想的流控压源（2）分析：并并连接y相加，y12元素为理想反馈网络的跨导反馈系数GF，扣除反馈系数作用后的网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻rin=1/y11，输出电阻rout=1/y22，开环跨阻增益Rm0=-y21/(y11y22)。闭环放大器接近理想流控压源，其最适参量矩阵为z参量，故而对y求逆，z=y-1。outoutinmFinETgggRGg0yyy（3）结果：闭环放大器环路增益T=Rm0GF，输入电阻变小rinf=rin/(1+T)，输出电阻变小，routf=rout/(1+T)，闭环跨阻增益Rmf=Rm0/(1+T)变得稳定了，在深度负反馈条件T1下，闭环跨阻增益Rmf几乎是反馈系数的倒数1/GFoutfmfinfFmoutFmmFmoutinFFminrRrGRgGRRGRggGGRg0111111000001单向化条件满足yzFGRFmmmfGGRRRFm111000清华大学电子工程系2013年春季线性电阻反馈网络晶体管网络iinifievo并并负反馈Rm0GF串并负反馈李国林电子电路与系统基础7（1）原理：检测输出电压vo，形成反馈电压vf，从输入电压信号vin中扣除，形成误差电压ve，作用到晶体管放大网络，稳定输出电压vo。故而串并负反馈形成接近理想的压控压源（2）分析：串并连接h相加，h12元素为理想反馈网络的电压反馈系数Fv，扣除反馈系数作用后的网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻rin=h11，输出电阻rout=1/h22，开环电压增益Av0=-h21/(h11h22)。闭环放大器接近理想压控压源，其最适参量矩阵为g参量，故而对h求逆，g=h-1。outoutinvvinETggrAFr0hhh（3）结果：闭环放大器环路增益T=Av0Fv，输入电阻变大rinf=rin(1+T)，输出电阻变小，routf=rout/(1+T)，闭环电压增益AVf=Av0/(1+T)变得稳定了，在深度负反馈条件T1下，闭环电压增益Avf几乎是反馈系数的倒数1/FvoutfvfinfvvoutvvvvvoutinvvvinrArFAgFAAFAgrFFAr01111111000001单向化条件满足hgvFAvvvvfFFAAAvv111000清华大学电子工程系2013年春季线性电阻反馈网络晶体管网络vevfvo串并负反馈vinAv0Fv并串负反馈李国林电子电路与系统基础8（1）原理：检测输出电流io，形成反馈电流if，从输入电流信号iin中扣除，形成误差电流ie，作用到晶体管放大网络，稳定输出电流io。故而并串负反馈形成接近理想的流控流源（2）分析：并串连接g相加，g12元素为理想反馈网络的电流反馈系数Fi，扣除反馈系数作用后的网络称之为开环放大器，开环放大器输入电阻rin=1/g11，输出电阻rout=g22，开环电流增益Ai0=-g21/(g11g22)。闭环放大器接近理想流控流源，其最适参量矩阵为h参量，故而对g求逆，h=g-1。outoutiniiinETrrgAFg0ggg（3）结果：闭环放大器环路增益T=Ai0Fi，输入电阻变小rinf=rin/(1+T)，输出电阻变大，routf=rout(1+T)，闭环电流增益Aif=Ai0/(1+T)变得稳定了，在深度负反馈条件T1下，闭环跨导增益Aif几乎是反馈系数的倒数1/FioutfifinfiioutiiiiioutiniiiinrArFArFAAFArgFFAg10111111000001单向化条件满足ghiFAiiiifFFAAAii111000清华大学电子工程系2013年春季线性电阻反馈网络晶体管网络iinifieioio并串负反馈Ai0Fi记忆点李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季9outoutinmFinETrrrGRr0zzzoutoutinmFinETgggRGg0yyyoutoutinvvinETggrAFr0hhhoutoutiniiinETrrgAFg0ggg串串连接z相加并并连接y相加串并连接h相加并串连接g相加12元素和21元素必然一正一负：负反馈的标记参量矩阵相加后，12元素为反馈系数，扣除反馈系数后为开环放大器参量考虑反馈系数为闭环放大器：串联则闭环阻抗变大，并联则闭环阻抗变小作业2CC组态电压缓冲器模型•（1）分析g参量矩阵应用的单向化条件•（2）确认CC组态晶体管的单向化条件–可以是充分非必要条件•（3）说明在满足该单向化条件情况下，CC组态为电压缓冲器模型李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季10bercbbevcebemvgcer单向化条件？invbeccmg1invCC组态电压缓冲器，g参量最适共集组态李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季11CommonCollectorBCECCbercbbevcebemvgcer1v1i2i2v211121221irirrgirgiirvgiirvcecebembemcebemce21211irirrgrrvrivcecebemcebebe2111irrgrrrvrrgrricebemcebececebemcebe212212121111irrgrrrrvrrgrrrrgirirrgrrrrrgvrrgrrrrgirirrgvcebemcebebececebemcebecebemcecebemcebececebemcebemcebecebemcecebemcebemcebebececebemcebecebemcecebemcebececebemceberrgrrrrrrgrrrrgrrrgrrrrrgrr1gCC组态：电压缓冲器？李国林电子电路与系统基础1211g(S)212ig1i1v2v22g()121vg2i清华大学电子工程系2013年春季bercbbevcebemvgcer9314.249998.000249.00249.0Sggm=40mS，rbe=10k，rce=100kcebemcebembemcebembecebemcebecebemcebebececebemcebecebemcecebemcebececebemcebegggggggggggggggggrrgrrrrrrgrrrrgrrrgrrrrrgrr11g电压缓冲器ivovg参量单向化条件李国林电子电路与系统基础131i2ig1v2vSvSRLRLv2211212112221121gRgGGRggggRgGGRgvvHLSSLLSSLSL单向网络应用条件22112112gRgGggLS清华大学电子工程系2013年春季11g(S)212ig1i1v2v22g()121vg2iCC组态单向化条件李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季141cebemLcebecebemSbebemgggRgggggGgggcebemggg,1mLcebemSbemgRgggGgg111cemSbemLrgRrgR自然满足beSrR充分而非必要条件cebemcebembemcebembecebemcebecebemcebebececebemcebecebemcecebemcebececebemcebegggggggggggggggggrrgrrrrrrgrrrrgrrrgrrrrrgrr11g22112112gRgGggLSCC组态单向化李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季15beSrRbeSrR电压缓冲器模型充分条件mcebemcebebececebemcebecebemcecebemcebecebemcebebececebemcebecebemcecebemcebececebemcebegrrgrrrrrrgrrrrgrrrgrrrrgrrrrrrgrrrrgrrrgrrrrrgrr1100011gbercbbev