3(P5.5(e) 电路)
这张图片是对上一题(P5.5(e) 电路)更精确的推导过程。
我之前的回答使用的是近似估算(假设 R1≫R2),而你上传的这张图片使用了电流分流公式,得出了更严谨的“精确解”。
下面我为你逐步解析这张图中公式的由来:
1. 解析反馈系数 F˙
公式:
F˙=I˙oI˙f=R1+R2R2
推导思路(电流分流器):
- 节点分析: 看 T2 的发射极(E)节点。交流电流 I˙o(即 I˙e)流出后,面临两条路:
- 一条路通过 R2 流向电源 VCC(交流地)。
- 另一条路通过 R1 流向 T1 的基极(虚地)。
- 电路模型: 这相当于电流 I˙o 流入一个由 R1 和 R2 组成的并联电路。
- 分流公式: 我们想要求流过 R1 的反馈电流 I˙f。根据并联电阻的电流分流公式:
I˙f=I˙o×R1+R2R2
(注意:分流公式中,求流过 R1 的电流,分子上是 R2)
4. 得出 F:
F˙=I˙oI˙f=R1+R2R2
2. 解析电压放大倍数 A˙usf
公式:
A˙usf=(1+R2R1)⋅RsRL′
推导思路(深度负反馈近似):
图片利用了深度负反馈的一个核心特性:闭环增益 ≈1/F(但要注意输入输出的量纲转换)。
-
输入端变换 (U→I):
- 由于是并联负反馈,输入端近似虚地,输入电流 I˙s≈RsU˙s。
- 在深度负反馈下,输入电流被反馈电流抵消(I˙s≈I˙f)。
- 所以:U˙s≈I˙fRs。
-
输出端变换 (I→U):
- 输出电压 U˙o 是电流 I˙o 在总负载电阻 RL′ (R4//RL) 上的压降。
- 即:U˙o=I˙o(R4//RL)=I˙oRL′。
-
代入计算:
A˙usf=U˙sU˙o≈I˙fRsI˙oRL′
将 I˙fI˙o 替换为 F˙1:
A˙usf=F˙1⋅RsRL′
- 最终形式:
代入第一步求出的精确 F˙:
A˙usf=R2R1+R2⋅RsRL′=(R2R2+R2R1)⋅RsRL′
=(1+R2R1)⋅RsRL′