常用的含负反馈电路大全

在基本放大电路中引入不同的负反馈就构成各类特性的放大电路。

1.电流串联负反馈放大电路

图3-17是常用的电流串联负反馈放大电路。

（1）反馈类型的判别。首先找出反馈元件R_E。发射极电路是输入回路和输出回路的公共部分，在这里串接电阻R_E，能把输出电流在R_E形成的电压引回输入回路，所以R_E是反馈元件。

用瞬时极性法判定是正反馈还是负反馈。假定某一瞬时输入端对地电位为+，根据U_C与U_B反相，U_E与U_B同相的原则，标出晶体管各点电位如图3-17a所示。由图可见，引入反馈电阻R_E后，使得放大电路的净输入电压u_be=u_i-u_e，故为负反馈。

判定负反馈类型：从输出回路看，R_E接在E极，故为电流反馈；从输入回路看，R_E接在E极，故为串联反馈。

因此，图3-17所示电路为电流串联负反馈放大电路。因为R_E支路既没有并联旁路电容，也没有串联电容，所以R_E对交、直流都有负反馈作用。

图3-17 电流串联负反馈放大电路

a）电路图 b）直流通路 c）微变等效电路

（2）静态工作点的计算。电流串联负反馈放大电路在设计时需满足两个条件，如图3-17b所示，即I₁≈I₂≫I_B，U_B≫U_BE。满足这两个条件后，在计算静态工作点时就可忽略I_B的分流作用，以及U_BE的影响，近似有

所以，静态值

当电源电压、电路参数以及晶体管的电流放大倍数β已知时，就可根据上述公式估算放大电路的静态工作点。

（3）电压放大倍数A_uf、输入电阻r_i、输出电阻r_o的估算。由图3-17c所示的微变等效电路可见，输入电压可表示为

输出电压为

引入负反馈后的电压放大倍数为

若进一步作近似计算，由于r_be相对于（1+β）R_E要小得很多，可忽略；而β与（1+β）近似相等，所以

正常工作时，电路的电压放大倍数只取决于电阻，不受晶体管放大倍数的影响。

此电路若不接R_E，也就是无反馈时的放大倍数为

可见，引入负反馈后，使放大倍数减小了，但换来的是交流输出信号的稳定。

由图3-17c微变等效电路可见，输入电阻为

r_i=R_B1∥R_B2∥[r_be+（1+β）R_E]

输出电阻为

r_o≈R_C

（4）负反馈使电路的放大能力降低和对非线性失真的改善作用的检验

利用图3-17所示的电流串联负反馈放大电路，检验负反馈使电路的放大能力降低和对非线性失真的改善作用。

1）先改装电路，把晶体管偏置电路中串接50kΩ电位器（电位器总阻值为最大状态），再给电阻R_E并联一个开关，用来短路电阻R_E。

2）示波器选用一个通道，耦合方式为AC，调节垂直位移，将扫描线对准屏幕中线，测试中不能调节此钮。

3）给电路加电、注入交流信号，并将示波器接在输出端监测输出波形，调节通道增益开关，使波形保持在屏幕范围之内。适当调节电位器，寻找非线性失真明显的工作点，即波形的上、下峰值明显不等处，仔细观察并记录电路的输出波形。

4）打开电阻R_E并联的开关，取消对电阻R_E的短路，观察示波器屏幕上的波形变化。

信号幅度明显减小（即电路的放大能力降低），波形的上下不对称情况基本消失（非线性失真得到改善）。

图3-18 电压并联负反馈电路

2.电压并联负反馈电路

电压并联负反馈电路如图3-18所示。电路的反馈元件是R_f。利用瞬时极性法，假设某一瞬时输入端对地电位为“+”，根据B、C反相而B、E同相，如图3-18所示标出各点瞬时极性。由此确定反馈电阻R_f中电流i_f的方向从基极“+”流向集电极“-”。所以，晶体管的净输入电流（i_b=i_i-i_f）减小了，故为负反馈。

从输出回路看，反馈电阻接在C极上，为电压反馈；从输入回路看，反馈电阻接在B极上，为并联反馈。所以，R_f为电路引入的是电压并联负反馈。R_f对交、直流都有负反馈。

【例3-3】为MF-10型指针万用表设计一个测试晶体管h_FE参数的附件。

MF-10型等国产指针式万用表以其高灵敏度和大表盘等特点很受电子技术人员喜爱，可这些旧式表没有h_FE测试功能。本例题特为这类万用表设计一个结构简单、使用方便的配件。

万用表测试晶体管的h_FE参数是电阻挡的功能扩展，电路结构如图3-19所示，与电压并联负反馈电路相同。

图3-19 万用表测试晶体管h_FE参数的电路结构

【解】对于没有h_FE刻度的指针式万用表可利用直流刻度兼做h_FE刻度，以直流刻度线的最小格为计数单位（满刻度为50个分格），用指针向右偏转的小格数量n表示h_FE（即直流放大倍数β）。

设：设计的核心任务是确定基极偏置电阻R_B。

晶体管的直流放大倍数及发射极电流为

其中

R_中是万用表电阻挡的中值电阻。

为降低n对R_B的牵扯（即降低负反馈影响），并为检测时有较高U_CE，k值可尽量取大些，以使n<<50，可把上式中的n忽略掉，如取k=20，将上式变为

MF-10型指针万用表电阻挡的电源U=1.5V，按k=20，即可计算出相对硅、锗不同材料晶体管的两个R_B参数，见表3-5。

表3-5 R_B参考阻值表

显然，硅管和锗管的测试要制作两个配件。若能把两种管子的R_B共用一个电阻，就更简单了。方法是让k随管子的U_BE变化，使用时按管子的材料使用不同倍率k就行了，见表3-6。

表3-6 共用R_B时的k值变化

这里的R_B要求阻值准确，需用精密电阻，可用标称电阻通过串、并联方式凑数，但要用电桥进行精确测量。为给晶体管提供适当电流，测试晶体管的h_FE选用×10电阻挡，该挡的R_中=130Ω（MF-10型万用表的中值倍率是13），有(www.xing528.com)

R_B=533×130Ω=69290Ω

取

R_B=69.3kΩ

测试插件的电路结构如图3-20所示。

四孔的晶体管引脚插座可以方便地检测EBC与ECB两种引脚排列方式，与万用表连接的插头标有NPN和PNP标识，黑表笔对应的标识就是测试管子的类型。

做成的插件对万用表专用，不能与其他表通用。测试之前要对选用的电阻×10挡调零（即校准R_中 的值），若换用其他挡要重新计算k值。

图3-20 h_FE测试插件

其他类型的旧式万用表都可用此法配制测试h_FE的附件。

3.射极输出器

射极输出器电路结构如图3-21所示。从中可见，它与前面介绍的电路不同，它的输出端是从发射极引出的，故称为射极输出器。

图3-21 射极输出器电路结构

由于直流电源对交流信号是短路的，所以，对于交流信号而言，晶体管的集电极是直接接地的。因此，由射极输出器的电路可见，输入回路和输出回路是以晶体管的集电极为公共端，电路的交流信号是从基极和集电极两端输入，从发射极输出，因此，射极输出器是共集电极电路。射极输出器在实际电路中应用很广，在学习中要注意它的特点和用途。

（1）反馈类型的判别。共集电极电路反馈类型的判别，可根据定义判定。

射极输出器的反馈元件为射极电阻R_E。

由电路可见，当输入电压增加时，净输入电压有上升的趋势，故基极电流、发射极电流都有上升的趋势。通过R_E，使发射极电位提高，从而使净输入电压减小，故为负反馈。

从输入端判断，反馈信号以电压形式串联在输入回路中，故为串联反馈。从输出端判断，反馈元件R_E上的电压为输出电压，即它将输出电压全部返送到输入回路，故为电压反馈。

由于交、直流均通过R_E，所以它对交、直流都有反馈。

综上所述，射极输出器又是一个电压串联负反馈电路。

（2）静态工作点的计算。射极输出器的直流通路如图3-22所示。

由图3-22所示的通路，可列出电压方程式为

V_CC=I_BR_B+U_BE+（1+β）I_BR_E所以

通过以上三式即可确定电路的静态工作点。

（3）电压放大倍数的计算。射极输出器的微变等效电路如图3-23所示。

图3-22 射极输出器的直流通路

图3-23 射极输出器的微变等效电路

由射极输出器的微变等效电路可见，输出电压为

输入电压为

因此，电压放大倍数为

从上式可以看出，因为（1+β）（R_E∥R_L）≫r_be，故射极输出器的电压放大倍数虽小于1，但接近于1。A_u为正，说明输出电压与输入电压同相，这与共发射极放大电路输出电压和输入电压反相的情况是不同的。

射极输出器的输出电压与输入电压同相，且大小基本相等，因而输出电压跟随输入电压的变化而变化，这就是射极输出器的电压跟随作用，所以射极输出器又称为电压跟随器。

（4）输入电阻的计算。由射极输出器的微变等效电路可见，由a、b端看的输入电阻r_i′，即

输入电阻r_i为

r_i=R_B∥r_i′

由于R_B和r_be+（1+β）（R_E∥R_L）都较大，所以，射极输出器具有输入电阻大的特点，射极输出器的输入电阻可高达几百千欧。

（5）输出电阻的计算。经推导后（推导过程略），射极输出器的输出电阻为

一般情况下

所以

由此可见，射极输出器具有输出电阻小的特点，射极输出器的输出电阻约为几欧到几十欧，比共发射极放大电路的输出电阻要小得多。当负载变化时，输出电阻越小，输出电压的变化也就越小，带负载能力也就越强。

综上所述，射极输出器具有输入电阻大、输出电阻小以及电压跟随特性好的特点。

射极输出器在电子电路中得到广泛的作用。在测量仪表中，常用它作为输入级，主要是由于输入电阻很大，被测电路信号流入的电流很小，对被测电路工作情况影响也就很小，从而提高了测量的精度。在多级放大电路中，常用它来作为输出级，主要是它的输出电阻小，当负载变化时，输出电压仍很稳定。有时将射极输出器接在两个共发射极电路的中间，对前级而言，它的高输入电阻可以提高前级的负载电阻，从而提高了前级的电压放大倍数；对后级而言，它的低输出电阻正好与输入电阻小的共发射极放大电路相匹配，这就是射极输出器的阻抗变换作用。这个中间级又称为隔离级或缓冲级。

4.共基极放大电路

共基极放大电路结构如图3-24所示。

共基极放大电路中较大的电容C_B将电流串联负反馈放大电路的基极交流接地，输入信号由发射极注入。R_E兼有交流、直流双重的负反馈作用。所以，共基极放大电路的静态关系与电流串联负反馈放大电路相同。电路的交流微变等效电路如图3-25所示。

图3-24 共基极放大电路结构

图3-25 共基极放大电路的交流微变等效电路

输入电阻为

r_i=（1+β）R_E∥r_be≈r_be输出电阻为

r_o≈R_C电压放大倍数为

在两级放大电路之间引入负反馈比单管电路更方便灵活，图3-14c所示电路中的负反馈类型与射极输出器电路是相同的，都属于电压串联负反馈。图3-14d所示电路中的交流反馈类型属于电流并联负反馈。从图3-24、图3-25分析可知，共基极放大电路的交流反馈类型也属于电流并联负反馈。