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请教一个关于反馈的问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
下图是拉扎维书上的一个例子,假设RF>>RD,我有两个疑问:
1、书上写“开环输入电阻是RF”,既然是开环,那应该没有RF什么事儿,输入电阻怎么会是RF呢?这个怎么理解呢?
2、这个电路如果把RF拿掉,仅在栅极有一个理想电流源作输入,这个电路还能工作吗(低频下)?MOS输入电阻可是无穷大啊,无法理解


开环是指把M1的gate处断开。
为什么要把RF拿掉呢?
这个是想说明并联反馈减小输入电阻。
Rcl=RF/(1+A)

我觉得总电流经过RD,再一分为二,一路经过MOS沟道,一路经过电阻RF

回二楼goodsilicon
1、开环是指没有反馈啊,既然没有反馈,RF就不存在了,输出电阻怎么会是RF?
2、我的意思不是一定要把RF拿掉怎么样,意思是如果把RF去掉,这个电路还有跨阻放大功能吗?应该就没有了吧,是不是仅处在直流偏置状态。

1# ygyg100
1. 首先这个电路是一个带反馈的闭环电路:基本放大器M1,反馈电路RF;是一个shunt-shunt负反馈。如果开环,那自然是把反馈通路Rf断开,得到的一个基本放大器M1。实际上,反馈网路会对基本放大器M1的输入和输出产生loading,考虑RF的loading后得到开环电路如下图所示(具体怎么得到的看gray书的8.5节):



从开环电路可以看到输入端的开环电阻为Rf
2. 电路如果把RF拿掉,MOS输入电阻低频为无穷大,但是产生这个Iin的源(或者偏置电路)总是会有一个内阻Rin和产生M1正常工作所需的DC工作点(如果不能产生正常的工作点,那么这个电路也就白设计了,不能用于这个应用),在这个内阻Rin上产生小信号电压放大,作为M1的输入信号;但是这个电路的增益为VOUT/Iin=Rin*gm1*Rd,是随着Rin,gm1,Rd变化的,随工艺和偏置变化非常大;而上面这个带有负反馈Rf的放大器其闭环增益为Rf,不随gm1,Rd变化,相对constant.
任何电路是根据应用而产生的,如果一个经常用的电路又用到了基本的原理,那这个电路就成了教科书的例子。

十分感谢ampper的非常详尽的回复,是我有些基本概念还没有搞清楚,还要继续努力。

看到有内容的了,学习了

DING....,学习了。

为啥没有反馈RF就不存在了呢?
把M1的gate断开也是没有反馈,然后看输入电阻时,会将输出短路,所以电阻就是RF了。
这个和熊猫同学的解释是一致的。
熊猫同学的第二个解释似乎不通。关键是你不要把RF拿掉,拿掉了这个电路就不工作了,讨论它就没有意义了。

BTW,熊猫真是帅。


我对第二点的解释可能比较模糊,下面详细说一下。
在讨论拿开RF的问题之前,先说一下设计这个电路的要解决的是什么样的问题,即为什么会有这么一个电路。
这个电路的功能是在输入端检测电流信号,然后把电流信号转换成电压信号。我们可以想象有这么一个问题摆在面前:我们现在需要对一个东西A的输出信号进行处理,这个东西A输出的是杂乱无章的电流信号。现在希望把这个电流信号转换成电压信号,给后续的电路进行处理。
因此,我们设计一个满足如下要求的电路:
1. 电路的输入端要求:这个电路能够很容易的检测到这个东西输出的电流信号,可以让所有的小信号电流流入这个电路中,即被完整的检测到了。这就要求电路的输入电阻远小于这个东西A的输出电阻(即Iin的内阻Rin),因为这两个电阻是并联的,Rin会分流电流信号。
2. 电路的输出端要求:输出的是电压信号,要求输出电阻越小越好,像个电压源一样。
3. 电路的增益要求: 增益=VOUT/Iin 越恒定越好,与温度,工艺,电源电压关系越小越好。这样失真就小。
1和2要求降低电路的输入输出电阻,因此采用shunt-shunt负反馈是一个不错的选择;
3要求增益恒定,采用负反馈,可以使增益和基本放大器的增益无关,只要使反馈系数保持恒定。
上面的电路结构就是解决这个具体问题的一个方案:采用负反馈,并且是shunt-shunt负反馈。
反馈系数:beta=1/Rf;
开环增益:A0=Rf*gm1*(Rd||Rf); 此处忽略了与Rd||Rf并联的M1的输出电阻Rds。
闭环增益:Aclose=A0/(1+beta*A0)=1/beta=Rf;
开环输入电阻: Rf;
闭环输入电阻:Rf/(1+beat*A0); --降低了(1+beat*A0)
开环输出电阻:Rd||Rf;
闭环输出电阻:(Rd||Rf)/(1+beat*A0);--降低了(1+beat*A0)
闭环增益:Aclose=A0/(1+beta*A0)=1/beta=Rf;--与基本放大器的增益参数无关;
这个电路拥有很低的输入电阻(可以满足Iin内阻的波动),很低的输出电阻(适合于电压输出),增益相对恒定(仅与RF有关)。
因此,上面这个电路就用来满足这种环境的应用的。
现在回到把RF拿掉的问题:
把上面电阻拿掉,如果不考虑应用,纯碎的电路分析还是可以照样分析,如果工作点设置的好,这个电路还可以工作的。
但是就电路的功能来说,已经完全和之前的电路不一样了:
输入电阻低频下为无穷大;增益很大,与信号源Iin的内阻、gm1、Rd有关;输出电阻为Rd,若是作为电压输出,那可能还要加一级buffer。
原来希望经过这个电路处理,得到一个与输入电流成比例的电压信号,但是却只要工作点一变(gm1、Rd),信号源环境稍微有差异(Rin变化),出来的信号已经面目全非了。

小编啊,很明显,这个例子输入阻抗直接用是用密勒定理求的,例子上开环是为了求开环增益啊,开环增益和你的输入信号是什么有关系么?


熊猫同学还是相当有功夫地,赞一个!
以上的分析完全正确!可以作为一个学习实例,建议加精。

书到用时方恨少啊 恶补中

功底扎实的人真是好赞啊4~4~

学习了

熊猫兄好牛啊!学习之

5# ampper 回复的不错。

牛,好像推导没有问题。开环rin=Rf+Rd;

貌似电路少了个输入电阻哦

有些基本概念还没有搞清楚

开环电阻就是RF,熊猫是对的。

貌似你理解的不够,可以翻翻原书。

貌似你理解的不够,可以翻翻原书。

熊猫兄牛人,学习了。

赞熊猫

学知识了

用二端口网络分析,这样可以理解深一点

学习了,熊猫真厉害

学习...

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