旁路电容和耦合电容解析
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旁路电容和耦合电容解析
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内 容 简 介本书是一本基础读物，全书分两篇。上篇低频电路基础共分8章，下篇高频电路基础共分11章。其主要内容包括：晶体管原理，各种放大电路，频率变化电路，振荡器和整流滤波等电路的工作原理和基本分析方法，同时分析了电子设备中有关电子电路的基本概念、理论和典型电路。在编写中力求物理概念，减少繁琐数学的推导过程，使读者便于自学。
作品目录/晶体管电路基础
目 录上篇 低频电路基础第一章 半导体与晶体二极管1―1 半导体与PN结一、什么是半导体二、N型和P型半导体三、PN结及其单向导电性1―2晶体二极管一、晶体二极管的结构二、二极管的伏安特性曲线三、二极管参数及举例四、二极管性能的简易测试五、稳压管复习题第二章 晶体三极管2―1晶体管的结构与放大作用一、晶体三极管的结构二、晶体三极管的电流放大作用三、晶体管内部载流子的运动规律四、我国半导体器件型号命名方法2―2晶体管的特性曲线一、输入特性曲线二、输出特性曲线2―3晶体管的主要参数2―4温度对晶体管参数的影响2―5利用万用表测试晶体三极管复习题第三章 晶体管放大电路基础3―1放大器的基本概念一、什么叫放大器二、最简单的放大电路三、静态工作点的设置四、动态工作情况五、直流通路和交流通路六、晶体三极管的三种连接方法七、电源电路的简化表示八、放大电路的主要指标3―2放大电路的基本分析方法一、图解法二、估算法三、单管放大器设计举例3―3静态工作点的稳定电路一、分压式偏置电路二、电压负反馈式偏置电路三、温度补偿式偏置电路3―4晶体管h参数等效电路一、晶体管的等效电路和等效条件二、晶体管的h参数等效电路三、h参数的物理意义四、简单的h参数等效电路五、应用h参数等效电路分析基本放大器3―5多级放大器的放大倍数一、两级放大器放大倍数的计算二、多级放大器放大倍数的计算3―6阻容耦合放大器频率特性分析一、放大器的频率特性二、耦合电容C↓1、C↓2的选择三、发射极旁路电容C↓0的选择四、耦合电容和射极旁路电容同时作用下的放大器下限频率复习题第四章 负反馈放大电路4―1负反馈的基本概念一、什么是负反馈二、负反馈的类型4―2负反馈对放大器性能的影响一、负反馈对放大倍数的影响二、负反馈提高了放大倍数的稳定性三、负反馈对频率特性的改善四、负反馈对非线性失真的改善五、负反馈对放大器噪声和干扰的改善六、负反馈对输入电阻和输出电阻的影响4―3负反馈放大器的基本电路一、电流串联负反馈电路二、电压串联负反馈电路三、电压并联负反馈电路四、电流并联负反馈电路五、多极负反馈电路4―4射极输出器一、射极输出器的工作原理二、射极输出器的跟随特性三、射极输出器的计算四、射极输出器的应用复习题第五章 场效应管放大电路5―1场效应管的工作原理及特性一、结型场效应管二、绝缘栅场效应管三、场效应管的主要参数和使用注意事项四、场效应管和晶体管的比较5―2场效应管放大器一、静态工作点二、场效应管的交流等效电路三、放大倍数和输入输出电阻四、源极输出器复习题第六章 直流放大器6―1直流放大的主要问题一、级间耦合问题二、零点漂移问题6―2直流放大器的直接耦合方式一、提高后级的发射极电位二、NPN―PNP型管直接耦合6―3零点漂移产生的原因及消除措施一、产生零点漂移的原因二、温度补偿电路6―4差动放大器一、差动放大器的工作原理二、典型的差动放大器三、具有恒流源的差动放大器四、其它接法的差动放大器复习题第七章 功率放大电路7―1对功率放大电路的要求一、输出功率要大二、非线性失真要小三、效率要高7―2甲类单管功率放大器一、甲类功率放大器的分析二、甲类功率放大器的设计举例三、甲类功率放大器存在的问题7―3乙类推挽功率放大电路一、乙类推挽功率放大电路的工作原理二、乙类推挽放大器工作的图解分析法三、非线性失真四、推挽功率放大电路的计算五、计算举例7―4无输出变压器功率放大电路一、输入变压器倒相式推挽电路二、互补对称式推挽电路三、等效互补对称的推挽电路7―5功率管的散热问题复习题第八章 整流与稳压8―1整流电路一、半波整流电路二、全波整流电路三、桥式整流电路8―2滤波电路一、电容滤波器二、电感滤波器三、倒L型滤波器四、π型滤波器8―3稳压电路一、硅稳压管稳压电路二、晶体管稳压电路三、提高稳压电源性能的几种电路四、稳压电源的过电流保护措施五、截止型过电流保护电路复习题下篇 高频电路基础第一章 绪论1―1无线电信号的初步概念1―2电磁波一、电磁波是由电磁振荡产生的二、电磁波的特性三、电磁波的发射1―3调制与调幅信号简介一、调制的概念二、调幅信号的数学表示式及波形1―4信号的频谱特性一、任何形式信号的分解二、频谱图三、信号的频带宽度四、调幅信号的频谱及其带宽1―5广播、电视发送的方框图一、广播发送系统的方框图二、电视发送系统的方框图1―6接收无线电广播的主要过程1―7无线电波波段的划分1―8无线电波的传播复习题第二章 电路元件的高频特性2―1电感线圈的电感量与高频特性2―2电容器的电容量与高频特性2―3屏蔽复习题第三章 简单谐振回路3―1串联谐振回路一、串联回路电流的数学表示式二、串联回路的电流谐振曲线三、串联回路的相频特性曲线四、回路的谐振频率五、回路的品质因数六、计算例题3―2并联谐振回路一、并联回路端电压的数学表示式二、并联回路的电压谐振曲线三、并联回路的电压相频特性曲线四、并联回路的谐振频率五、并联回路的品质因数六、并联回路的谐振电阻七、串、并联谐振回路的对偶关系3―3谐振曲线的抑制比3―4谐振回路的通频带3―5谐振回路的选择性3―6信号源内阻及负载对谐振回路的影响一、对串联谐振回路的影响二、对并联谐振回路的影响三、考虑信号源的输出电容和负载电容的影响复习题第四章 晶体管的共发射极等效电路4―1晶体管等效电路的概念和类型一、等效电路的概念二、晶体管等效电路的定义三、晶体管等效电路的类型4―2晶体二极管的高频等效电路一、势垒电容C↓T二、扩散电容C↓D4―3晶体管的共发射极混合π型等效电路一、混π等效电路的导出二、混π参数的意义三、混π等效电路的简化4―4晶体管的电流放大系数一、晶体管共发射极电流放大系数二、电流放大系数β的讨论4―5晶体管的频率参数f↓β和f↓T一、晶体管共射电流放大系数β的截止频率f↓β二、晶体管的特征频率f↓T4―6晶体管的Y参数等效电路一、四端网络的Y参数方程组二、Y参数等效电路三、晶体管Y参数的定义四、Y参数与混π参数的关系及Y参数的物理意义4―7两种等效电路的比较复习题第五章 小信号单调谐放大电路5―1引言一、调谐放大器的作用二、调谐放大器的分类三、小信号调谐放大器的主要指标5―2小信号单调谐放大器电路的工作原理一、静态工作情况二、动态工作情况三、电路中各元件的作用5―3单调谐放大器的等效电路5―4谐振频率、品质因数与谐振电阻5―5单调谐放大电路谐振时的增益5―6单调振放大电路的通频带和选择性一、调谐放大器的通频带二、调谐放大器的选择性三、单调谐放大器通频带与选择性的矛盾5―7多级单调谐放大器的级联一、多级单调谐放大器的总增益二、多级单调谐放大器的通频带三、多级调谐放大器的选择性复习题第六章 双谐振耦合回路与双调谐放大器6―1引言一、双谐振耦合回路及其形式二、采用双谐振回路的理由6―2电容耦合双谐振回路一、初、次级相同的双回路的谐振曲线二、初、次级不相同的双回路谐振曲线6―3互感耦合双谐振回路6―4双调谐放大器一、电压增益二、选择性和通频带三、双调谐放大器的级联复习题第七章 阻容耦合宽频带放大电路7―1RC电路的频率特性一、RC电路频率特性的概念二、相位超前的RC电路三、相位滞后的RC电路7―2 共射阻容放大器的基本电路一、基本电路二、 密勒效应7―3负载为纯电阻时阻容放大电路分析一、电压增益二、通频带与上截止频率三、信号源内阻对高频特性的影响―――源电压增益的概念7―4负载为容性时阻容放大电路分析7―5扩展放大器通频带的电路一、串联负反馈宽放电路二、并联负反馈宽放电路三、高频补偿宽放电路四、组合管宽放电路复习题第八章 LC正弦波振荡电路8―1自激振荡电路的基本工作原理8―2自激振荡的起振与稳幅过程一、自激振荡的建立过程及其起振条件二、自激振荡的稳幅过程8―3变压器耦合反馈式振荡电路一、相位起振条件的满足与振荡频率二、振幅起振条件的满足三、振荡器的偏置电路四、变压器反馈振荡电路的几种形式8―4三点式振荡电路一、电容三点式振荡电路二、电感三点式振荡电路8―5 改进型电容三点式振荡电路一、串联改进型振荡电路二、并联改进型振荡电路8―6石英晶体振荡器一、石英晶体的压电效应及等效电路二、石英晶体振荡器8―7RC低频振荡电路一、RC移相式振荡电路二、串并联式RC振荡电路复习题第九章 振幅调制与检波9―1非线性器件的频率变换作用一、单一余弦电压作用下的频率变换二、两个不同频率余弦电压作用下的频率变换9―2调幅波的性质一、调幅波的波形、表示式和频谱二、调幅波的能量分配9―3产生调幅波的电路9―4检波器概述9―5二极管检波电路工作的物理过程9―6大信号（峰值）检波器一、检波效率二、输入电阻二、检波的失真9―7二极管检波器的实际电路举例及元件参数的选择复习题第十章 调频与鉴频10―1 调频信号的性质一、调频信号的波形二、调频信号的数字表示式三、调频信号的频谱和频带宽度四、调频信号的功率10―2调频信号的产生一、变容二极管二、变容二极管调频电路10―3调频信号的解调―一鉴频10―4斜率鉴频器10―5相位鉴频器一、平衡输出相位鉴频器二、不平衡输出相位鉴频器三、电容耦合回路相位鉴频器10―6比例鉴频器一、基本电路工作原理二、抑制寄生调幅的原理三、两种实用的比例鉴频电路10―7调频制与调幅制性能的比较复习题第十一章 变频11―1概述11―2 实现变频的方法11―3变频跨导的概念11―4三极管的变频增益11―5 三极管变频器的实际电路11―6设计变频器的一些考虑复习题
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《大型养路机械电子电路技术基础》培训教材第05章
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多级放大器方框图 多级放大器的末级，也称为功率输出级，它的任务是输出足够大的信号功率去推动负载。前Z级的作用是把微弱的信号加以放大（一般是电压放大），有时前Z级由几级组成。末前级（又称推动级或激励级）的作用是：如果负载要求信号功率较大，那么功率输出级的输入功率（或称推动功率）也较大，前Z级直接推动末级有困难，所以用末前级把前Z级的信号加以放大后，再去推动末级。前Z级属于小信号放大，末前级和功率输出级（尤其是功率输出级）则工作于大信号情况。 2. 级间耦合方式 多级放大器中，级与级之间的连接称为级间耦合。对级间耦合电路的基本要求如下： ① 必须保证放大器各级有合适的静态工作点。 ② 必须保证被放大的信号顺利地由前级传送到后级。 电子技术中，常用的级间耦合方式有：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。前两种耦合方式中，各级的静态工作点是独立的，互不影响。而直接耦合方式会引起静态工作点的相互影响，必须综合考虑。 （1）阻容耦合 所谓阻容耦合，就是利用电阻和电容元件将两个单级的放大器连接起来，组成多级放大器，如图?5.14?所示。输入信号?ui?经第一级放大后从三极管?V1?的集电极输出，通过电容?C2加到第二级放大器的输入电阻上，即信号是利用电阻和电容传递的，故称阻容耦合。 阻容耦合方式的优点如下： ① 前级的输出信号通过电容耦合到后一级，适当地选取电容数值，可以保证交流信号顺利耦合到下一级。 ② 电容具有隔直作用，所以使各级直流通路互不相通，各级的静态工作点是彼此独立的，因此静态工作点的设计计算比较简单。 ③ 电容器具有体积小、质量小、成本低的优点。 由于具有以上优点，所以阻容耦合电路得到广泛的应用。但是，阻容耦合方式不适合传送变化极为缓慢的信号，因为这种信号通过电容会受到较大的损耗，至于直流信号则根本不能通过耦合电容。 （2）变压器耦合 图?5.15?所示为变压器耦合两级放大电路。输入交流信号?ui?经第一级?V1?放大后，交流信号电流ic1通过变压器?Tl的互感作用，在次级感应出信号电压并加到?V2的输入端，经第二级112 图5.14
两级阻容耦合放大电路 ?Rs ?us
放大后由输出变压器?T2传送到负载?RL。由于变压器不传送直流量，所以各级静态工作点也是独立的。变压器耦合方式的一个重要特点是具有阻抗变换作用，例如通过变压器可以方便地将负载电阻变换成放大器所需求的最佳负载值。 变压器耦合的缺点是质量和体积较大，成本高，也不能传送变化缓慢的信号或直流信号。 （3）直接耦合 直接耦合方式是不经过电抗元件，将前级的输出端和后级的输入端直接（或经过电阻）连接起来的电路，如图?5.16?所示。直接耦合放大电路，不仅能放大交流信号，也能放大直流信号。但是，直接耦合方式各级的直流电路互相沟通，各级的静态工作点互相影响。 ?Rs ??us
变压器耦合两级放大电路
直接耦合方式
直接耦合电路适宜于集成化产品，在直流放大器和集成电路中广泛应用。 3. 多级放大器的电压放大倍数 （1）多级电压放大倍数 在多级放大器中，前一级的输出信号电压就是后一级的输入信号电压，如图?5.17?所示。因此，多级放大器的总电压放大倍数Au等于各级电压放大倍数的乘积，即 Au?UoUo1Uo2UonUUU??????o1?o2???on?Au1Au2?Aun
（5.18） UiUiUo1Uo(n?1)UiUi2UinAun Uo?(n－1)
多级电压放大倍数 （2）放大器的增益 用放大倍数的对数形式表示放大器的放大能力叫做增益。习惯上人们有时也将放大倍数称为增益。放大器的增益有功率增益、电压增益和电流增益。 功率增益
Gp＝10lgAp
（5.19） 电压增益
Gu＝20lgAu
（5.20） 电流增益
Gi＝20lgAi
（5.21） 增益的单位为分贝，以?dB?表示。例如某放大器的电压放大倍数?Au＝100，则其电压增益为Gu＝20lgAu＝20lgl00＝40（dB）。 113
放大器的放大倍数用对数表示时，可以简化运算。例如计算多级放大器的电压增益时，有： Gu＝20lgAu＝20lg(Au1Au2…Aun) ＝20lgAu1＋20lgAu2＋…＋20lgAun ＝Gu1＋Gu2＋…＋Gun 将乘法运算变化为加法运算，使计算简化。 将放大倍数用对数表示的另外一个原因是：人的感觉，如人耳对声音、眼睛对图像亮度的感觉是与声音强度、图像亮度的对数成比例。 二、放大器的频率特性 前面分析放大器时，都假设输入信号为单一频率的正弦波，但实际上放大器要放大的输入信号往往包含有多个频率分量的正弦波。也就是说，信号通常都占有一定的频带。例如，声音信号所包含的频率范围约为?20?Hz～20?kHz。作为放大声音的放大器就应该让?20?Hz～20?kHz?范围内的各种频率成分均得到放大，否则，会引起信号波形产生失真。这种失真称为频率失真，不同于由三极管的非线性产生的非线性失真。 放大器的频率特性包含有幅频特性和相频特性。幅频特性反映的是放大器的电压放大倍数的大小随频率的变化关系；相频特性反映的是输出电压与输入电压相位差与频率的关系。 1. 单级阻容耦合放大器的频率特性 理想的放大器对不同频率的信号的放大特性相同。但是实际上，放大电路中不可避免地存在电抗元件，由于它们在不同频率下的电抗值不同，因而使放大器对不同频率信号的放大效果不完全一致。图?5.18?所示为单级阻容耦合放大器的频率特性。由图?5.18（a）所示幅频特性可以看出，在信号频率不高也不低的一段范围内，放大倍数基本不变，此时的电压放大倍数若用?Aum表示，则?Aum?可视为一个常数。满足?Au(?)＝Aum?的这一频率范围称为放大器的中频段。从图?5.18（b）所示的相频特性可以看出，放大器输出电压?uo?与输入电压相位相差180?。 114
（a）幅频特性
（b）相频特性 图5.18
单级阻容耦合放大电路的频率特性 当信号频率低于中频段时，放大倍数Au随频率的降低而减小，这一频率范围称为放大器的低频段。在低频段，uo与ui的相位差不止180?，而是超前一个??角，??称为附加相移。阻容耦合放大器影响低频段频率特性的原因是：由于当频率降低时，耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大而不可忽略，耦合电容和旁路电容产生交流压降，造成放大倍数下降和附加相移。频率越低，放大倍数下降得越多，??越大。 当信号频率高于中频段时，放大倍数Au随频率的升高而下降。这一频率范围称为放大器的高频段。在高频段，uo?与?ui?的相位差不到?180?，而是滞后一个??。在高频段造成电压放大倍数下降和附加相移的原因是：随频率的升高三极管的?值减小，以及电路的分布电容的影响。 通常规定，当放大器电压放大倍数下降到中频放大倍数?Aum?的1/2时，所对应的低频频率和高频频率，分别称为下限频率fL（也称为下限截止频率）和上限频率fH（也称为上限截止频率）。fH与fL之间的频率范围称为放大器的通频带（或称带宽），以BW表示，即 BW＝fH－fL
（5.22） 通频带表征放大电路对不同频率输入信号的适应能力，是放大电路的主要技术指标之一。通频带越宽，表示放大器工作的频率范围越大。 2. 多级放大器的通频带 115
多级放大器的通频带总是比单级的通频带窄。图?5.19?为两级放大器的幅频特性。假设两级的幅频特性相同，如图?5.19（a）、（b）所示，其上限频率为?fH1，下限频率为?fL1，则图?5.19（c）所示为这两个单级放大器组成的两级放大器的幅频特性曲线。 由式（5.18）可知，两级放大器的放大倍数为 Au＝Au1Au2 两级放大器在中频段的放大倍数为 Aum＝Aum1Aum2 在两级放大器的上、下限频率处的放大倍数为 Au1＝0.707Aum1×0.707Aum2＝0.5Aum 这说明总的频率特性在高、低频段比单级时下降得更快，即?fH＜fH1，fL＞fL1。也就是说，多级放大器的通频带比单级放大器要窄。 （c）两级放大器幅频特性 （b）二级放大器幅频特性 （a）一级放大器幅频特性
两级放大器的幅频特性 第四节
负反馈放大电路 在本章第二节中已经讨论了应用直流负反馈稳定静态工作点的问题，当在放大电路中引入交流负反馈时，可以改善放大电路的一系列性能。本节讨论交流负反馈。 一、负反馈的基本概念 1. 什么叫反馈 将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的电路回送到输入回路的过程称为反馈，有反馈的放大电路称为反馈放大电路。 如果送回输入回路的信号（称为反馈信号）有削弱原来输入信号的作用，使放大器的净输入信号减小，导致放大电路的放大倍数减小，这种反馈称为负反馈；反之，反馈信号起加强原输入信号的作用，使放大电路的净输入信号增大，则为正反馈。 负反馈虽然使放大电路的放大倍数减小，但却换来了放大电路性能的改善。正反馈可以提高放大电路的放大倍数，但放大电路中的其他性能则往往因引进正反馈而变坏，所以正反馈在放大电路中很少应用。 116
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直接耦合多级放大器故障处理对策
; 这里以直接耦合多级放大器为例，介绍直接ECJ0EC1H9R1B耦合多级放大器故障处理方法。电路中，VT1集电极与VT2基极之间直接相连，这是直接耦合电路；VT1构成第一级放大器，VT2构成第二级放大器；Rl是VT1集电极负载电阻，同时也是VT2上偏置电阻，R2是VT1发射极负反馈电阻，R3是VT1偏置电阻，R4是VT2集电极负载电阻，R5是VT2发射极负反馈电阻；Cl是输入端耦合电容，C3
; 这里以直接耦合多级放大器为例，介绍直接ECJ0EC1H9R1B耦合多级放大器故障处理方法。电路中，VT1集电极与VT2基极之间直接相连，这是直接耦合电路；VT1构成第一级放大器，VT2构成第二级放大器；Rl是VT1集电极负载电阻，同时也是VT2上偏置电阻，R2是VT1发射极负反馈电阻，R3是VT1偏置电阻，R4是VT2集电极负载电阻，R5是VT2发射极负反馈电阻；Cl是输入端耦合电容，C3是输出端耦合电容，C4是VT2发射极旁路电容：U是输入信号，砜是经过两级放大器放大后的输出信号。;;;;无声故障处理对策;;; 当干扰C3右端时干扰响声正常，而干扰输入端（Cl左端）时无干扰响声，说明无声故障出在这两级放大器中。这一故障的检查步骤和具体方法如下。;;; (1)测量直流工作电压+V，若该电压为OV，断开C2后再次测量，恢复正常的话更换C2，否则是直流电压供电路故障，与这两级放大器无关。;;; (2)测量VT2集电极直流电压，若等于+V，再测量VT2基极直流电压，若为OV，用电阻法检查Rl是否开路，无效后重焊Rl、VT2各引脚。如果VT2基极上有电压，用电阻法检查VT2发射结是否开路，检测VT2两个PN绺的正向和反向电阻是否有开路故障。;;; (3)如果测量VT2集电极电压低于正常值，用电阻法检查VT1是否开路、是否截止；如果测量VT1基极电压为OV，用电阻法查R3是否开路、C4是否击穿。测量VT1基极有电压时，用电阻法检测VT1是否开路、R2是否开路。;;; (4)在检查VT1、VT2各电极直流电压均正常时，接下来主要是用代替法查Cl、C3是否开路。
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低端频率特性由耦合电容和射极旁路电容决定,高端频率特.ppt 4页
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低端频率特性由耦合电容和射极旁路电容决定,高端频率特.ppt
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3.放大器的频率特性反映了放大倍数和频率的关系。低端频率特性由耦合电容和射极旁路电容决定，高端频率特性受晶体管的电流放大系数和结电容的影响。 本章小结
1.多级放大器级间有三种耦合方式，阻容耦合是利用耦合电容隔直通交作用，较好地解决了前后级直流工作点的相互影响问题，但低频特性差。变压器耦合虽然低频性能差，但能够实现阻抗变换。直接耦合方式低频特性好，但前后级直流工作点相互影响。
2.多级放大器的电压放大倍数是各级电压放大倍数之积；输入电阻是第一级的输入电阻，输出电阻是未级的输出电阻。计算时要考虑后级对前级的影响。
7.基本放大器有三种组态，即共发射极、共基极、共集电极放大电路，其特点各不相同。 　
4.反馈分正反馈和负反馈，根据反馈信号的性质有直流反馈和交流反馈。交流负反馈有电压串联、电压并联、电流串联、电流并联四种反馈类型。
5.负反馈是改善放大器性能的主要方法。它可以提高放大倍数的稳定性，减小非线性失真，展宽通频带，改变输入电阻、输出电阻。
6.射极输出器的工作特点是输入阻抗高，输出阻抗小，电压放大倍数略小于1，输出电压与输入电压同相。 3.射极输出器的特点。 教学重点 1.了解多级放大器级间耦合方式、放大倍数及频率特性。 2.掌握反馈的概念和负反馈放大器的分类。 3.了解闭环放大倍数的一般表达式及反馈深度的概念。 4.了解负反馈对放大电路性能的影响。 5.掌握射极输出器的特点。 教学难点 1.多级放大器的放大倍数。 2.负反馈放大器反馈类型的判断。 *
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