模擬電子—從放大器說起（四）：反饋

　　在了解了三極管/MOSFET的原理之后，就可以涉及具體的電路來放大信號了。但是剛一拿起鉛筆和稿紙就發(fā)現一個非?，F實的問題那就是三極管或者是MOSFET的放大倍數都不是那么穩(wěn)定的，例如說三極管的電流增益Beta就是受到工藝影響非常大的一個指標，如果我們要對信號進行非常精準的放大僅僅依靠三極管的原生放大倍數肯定是不行的。

　　在實際生活當中也可以找到非常生動的例子。如果讓一個射擊運動員在開完一槍之后，閉上眼睛但是手臂保持不動在開一槍是很難再打中目標的，但是只要讓他睜著眼睛就可以再次射中同一個目標。這是因為人的眼睛在根據看到的情況不斷給大腦提示同時修正槍口的指向。這就是一種視覺到行為的反饋系統(tǒng)，這個反饋系統(tǒng)會不斷調整以使誤差不斷變小，也就是說行動的目的是與觀察的結果反向的(若果眼睛的觀測結果是偏左的誤差，手的運動就會讓槍口向右運動從而減小向左的誤差)。這種反饋機制就被稱為為負反饋(negative feedback)。負反饋是一種讓系統(tǒng)趨于穩(wěn)定的機制，在電路設計當中被非常廣泛的應用。

　　在單個三極管的放大器中，有一種結構就是采用的負反饋的機制。如圖所示，一個非常典型的帶有負反饋的共射三極管放大電路。

　　在這個電路中我們的目的是實現一個電壓到電壓的放大，然而在我們面前最大的問題是三極管的電壓電流特性是指數型的，也就是說電壓變化一點點，電流就有很大的變化。因此我們在傳統(tǒng)的共射三極管電路當中加入了電阻RE來作為負反饋。RE的工作原理是：當VBE增大的時候，三極管上的電流Ic就會相應增大，此時RE上的壓降也會相應升高;這樣就反而減小了Vbe(因為Vb=Vin相對于GND的值沒有變，而Ve升高了)。這就是典型的負反饋，這樣的反饋導致的直接結果就是Vbe的電壓始終保持在三級管導通電壓附近(就如同上面的例子一樣，槍口始終對準目標)。

　　與此同時我們得到的間接結果就是電阻RE上的電壓會隨著輸入電壓Vin的升高而同步升高，而電流Ic=Vin/RE。最后的輸出為dVout=-RC/RE*dVin，我們可以看到這樣就實現了一個放大倍數由外部電阻決定的反向放大器。

　　綜上所屬，負反饋在放大器中的應用絕大部分都是為了讓整個電路的某一個特性(某點的電壓/電流)進入一個已知的，穩(wěn)定的狀態(tài)，利用這個狀態(tài)和電路上其他元器件的配置達到確定/精確的放大效果。在分析電路的時候只要現找到負反饋導致的穩(wěn)定態(tài)具體是什么就可以很容易地掌握電路地工作狀態(tài)了。