第 6 章 负反馈放大器本章要点反馈的概念与反馈的判断负反馈放大器的组态负反馈放大器放大倍数的计算负反馈对放大器性能的影响负反馈放大器引起正反馈问题的分析本章难点负反馈放大器的稳定性问题负反馈放大器是一种闭环放大器，也是一个完整的信息反馈系统负反馈放大器要完成信息 (电压或电流 )的采集、输送、比较和调节 (或控制 )等几项任务闭环放大器的工作状态一般是稳定的没有加负反馈的放大器是一种开环放大器，电路工作状态不稳定第3 章在讨论放大器静态工作点问题时，因温度影响 Q 点的漂移就是因为电路是一个没有加入负反馈的开环系统，从而造成系统的不稳定本章主要讨论负反馈放大器6.1 反馈的基本概念在讨论负反馈放大器之前，先要弄清楚什么是反馈、反馈方框图、两个基本关系式以及反馈及反馈方式 反馈及反馈方框图1. 反馈放大器输出回路的输出量 (电压或电流 )通过一定的电路 (反馈网络 )将部分或全部能量( 电压或电流 )再反向送到放大器的输入回路，这一过程称为反馈反馈的过程就是输出端信号对输入端回授的过程完成信息的采集和输送的任务是靠反馈网络完成的2．反馈网络它既可以由电阻、电容、电感构成的无源网络组成，也可以由有源网络构成。
查找一个电路是否有反馈网络( 支路 )，只要看放大器的输入回路和本级(或后级 )输出回路之间是否存在有电气联系作用的支路即可图6-1(a)中 Rf 既是该放大器的直流偏置电阻，又是本级放大器的反馈电阻，它与该放大器的输入、输出回路存在电压联系因此，Rf 就是该放大器的反馈网络的组件112 模拟电子技术3. 反馈的正负根据反馈极性的不同，可将反馈分为正反馈和负反馈如果引入的反馈信号使放大器的净输入信号增加，从而使放大器的输出量比无反馈时增加了，这样的反馈称为正反馈；与此相反，如果反馈信号使放大器的净输入信号减少，造成它的输出量比原来没有加反馈时减少了，这样的反馈称为负反馈反馈的极性通常采用瞬时电位极性标注法来判断先假定放大器输入端对地的电位为正，在图中用 ( ＋ )表示，然后按照放大、反馈信号的传递路径、相位关系、逐级标出相关点的电位的正负，对反馈网络给出的反馈信号的瞬时电位极性与输入信号进行比较，反馈信号是增强还是减弱输入信号，使信号减弱的是负反馈，增加的是正反馈，由图 6-1(a)标出的瞬时电位极性可知， if 分走了该放大器的部分输入电流 ii ，使得该放大器的净输入电流 iid ii if ，它比没有加反馈时显然是减弱了，因而该放大器是负反馈。
4. 反馈方框图为了便于分析负反馈放大器，通常采用方框图图 6-1(b) 是比图 6-1(a)更直观的一种方框图为简洁起见，更多地使用图 6-1(c) 来讨论负反馈放大器图中 A 表示开环放大器 ( 也称基本放大器 )的放大倍数信号的传递方向如图中所示，F 表示反馈网络的反馈系数由 A 和 F 两个框图构成一个闭环放大器由图中可以看出，反馈网络的反馈信号传递方向与开环放大器 A 的传递方向相反X i 表示输入信号 (电压或电流 )， X o 表示输出信号， X f 表示反馈信号，入信号， x 表示比较环节X id 表示净输图 6-1 负反馈原理和框图 负反馈放大器的两个基本关系式由图 6-1(c) 可知：净输入信号XidXi X f(6-1)开环增益 (放大倍数 )AX o / Xid(6-2)反馈系数第 6 章负反馈放大器113FX f / Xo(6-3)闭环增益AfXo / X1(6-4)由方框图信号的传递关系可得AfX o / X iX o/( X idX f )AX id /( X id AFX id )A(6-5)AF1式 (6-5)是负反馈放大器的一个基本关系式，下面分别来讨论。
1) 当放大器出现1AF1时，fA，闭环增益 Af 小于开环增益A，放大器成A为负反馈放大器2) 当满足 1 AF0 时， AfA，闭环增益Af 大于开环增益 A ，放大器中出现了正反馈它使放大器的性能不稳定，这种情况一般应该避免3) 当出现 1 AF0 时， Af，表明即使输入信号为零，放大器也会有信号输出这种现象称为自激振荡扩音器出现的啸叫声就是这种情况4) 1 AF 称为反馈深度，它是衡量反馈强弱的一个重要指标一般将1AF10的情况，称为深度负反馈此时式(6-5)可简化为AfAA1(6-6)1AF AFF式 (6-6) 是负反馈放大器的另一个基本关系式，是分析深度负反馈放大器的重要表达式深度负反馈放大器的闭环增益Af1仅决定于 F 大小，而与放大器自身的参数无F关这就是闭环放大器比开环放大器要稳定的原因所在 反馈及反馈方式通过上面的讨论，我们对负反馈有了一个大致的了解本节从反馈的物理量及反馈的连接方式来进一步认识负反馈放大器1. 直流反馈和交流反馈在放大电路中，一般都存在直流分量和交流分量由放大器的直流通路和交流通路很容易区分这两种信号成分如果反馈信号只含有直流成分，则称为直流反馈；如果反馈信号只含有交流成分，则称为交流反馈；如果反馈信号中两者兼而有之，则称为交直流反馈。
图 6-2(a)、 (b)表示了直流、交流和交直流反馈三种情况2. 电压反馈和电流反馈按反馈网络的输入端在放大电路输出端取样对象来分类，反馈有电压反馈和电流反馈之分判断是电压反馈还是电流反馈，可以根据反馈从输出端取样的对象来判断假设输出端负载电阻 RL 短路，这时如果反馈量消失，则为电压反馈如果反馈量依然存在，不为零，则为电流反馈电压反馈一般是直接接在输出端负载RL 的上端取样的电流反馈一般是接在负载 RL 的下端取样的114 模拟电子技术图 6-2 反馈示意图3. 本级反馈和级间反馈反馈在本级放大器输出取样的，称为本级反馈反馈是从后级放大器输出取样的，称为级间反馈级间反馈一般不超过三级，否则会引起自激4. 串联反馈和并联反馈按基本放大器输入端与反馈网络的输出端的连接方式来区分，反馈可分为串联反馈和并联反馈它们仅与输入网络中的比较环节有关，与放大器的输出端取样方式无关若反馈信号传递到放大器输入网络是以电压U F形式出现的为串联反馈若反馈信号对输入回路是以电流 I F 形式出现的为并联反馈反馈网络的输出端与放大器的输入端 (源端 )上端接在同一节点的为并联反馈，反馈网络的输出端加在输入回路下端 ( 地端上方 ) 的为串联反馈。
6.2 负反馈放大器的组态按反馈信号的两种取样方式和两种不同的输入比较方式，可以构成四类负反馈组态，即电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈下面对它们分别进行讨论 电压串联负反馈图 6-3 所示的电压串联负反馈电路为射极输出器电路，反馈，又有交流反馈由图可写出它的输入电压方程Re 是反馈电阻，Re 上既有直流U beU iU f反馈电压Uf以串联的形式串接在输入回路中，所以是串联反馈，U f使得U be (即净输入 U id )是减小的，因而是负反馈反馈电压直接接在输出端载电阻馈，因此图 6-3 属于电压串联负反馈电路RL的上端为电压反第 6 章 负反馈放大器115图 6-3 电压串联负反馈电路图 6-3 的闭环增益 (放大倍数 )U o(1) RL1-Af(1U i rbe) RLU fReReReRLFRLReRLRLU oReRL根据式 (6-6) 也可得出1RL1AfReFRL外加输入信号近似等于反馈信号X oX o1， X iX f(6-7)X iX f可见它是一个深度负反馈放大器6.2.2电压并联负反馈在图6-1(a) 电路中，电阻 Rf 上存在直流反馈和交流反馈，Rf 跨接在输出端和输入端，以电压取样，并联形式接入输入回路，满足反馈方程：ibiid ii if故这是一个电压并联负反馈放大器。
AfU fU o电压负反馈能稳定输出电压，利用输出电压本身通过反馈网络(图 6-1(a) 中的 Rf )来对放大电路起自动调节作用如果负载电阻RL 增加导致 U o 也增加，则电路的自动调节过程如下：116 模拟电子技术 电流串联负反馈电路如图 6-4所示反馈电压 U f 取自输出端负载RL 的下端，且 U f是因输出电流 i o 流过 Rf 产生的 U fi oRf ，反馈电压与输出电流成正比，故是电流反馈即使RL 短路，产生反馈电压的 io 仍然存在，更进一步说明它是电流反馈图 6-4电流串联负反馈电路反馈电阻 Rf 接到输入回路的下端，它以串联的形式接入输入回路，满足。