负反馈是电子学尤其是运放应用中最有用的概念之一。负反馈是将输出电压中的一部分以与输人信号反相(或者减去)的方式返回到输入端的过程。

负反馈如图6-18所示。反相(一)输入使得反馈信号与输入信号有180°的相位差。运放具有极高的增益，将加到同相与反相输入端的信号的差值放大。所有运放只需要这两个信号之间有非常微小的区别，就能产生所需的输出。当使用负反馈时，同相输入与反相输入端几乎相同。这一概念可以帮助你理解运放电路中会产生什么样的信号。

现在来讨论负反馈是如何工作的，以及理解为何当使用负反馈时，为什么同相和反相输人端的信号几乎相同。假设在同相输入端加入1.0V的输入信号，运放的开环增益为100 000。运放对同相输入信号做出响应，使输出趋于饱和。同时，输出的一部分通过反馈通路返回到反相输人端。但是，如果反馈信号达到1.0V，运放将无信号可放大!因此，`反馈信号只是试图(但永远不会成功)与输入信号匹配``,增益由反馈的量所控制。当你对带有负反馈的运放电路进行故障检测时，请记住虽然这两个信号在示波器上看起来是相同的，但其实还是有细微区别。

现在假设由于某些原因使运放内部增益减小。这会使得输出信号减小一些，通过反馈通路返回到反相输人端的信号也减小。这意味着两个信号之间的差值变大，因此输出增大，补偿了之前的增益减小。输出端的信号变化很小，几乎测量不出来。这说明运放不论发生何种变化，都会很快通过负反馈得到补偿，从而产生稳定的、可预测的输出。

6.4.1 为什么使用负反馈

如你所见，一个典型运放的内部开环增益非常高(通常大于100 000)。因此，两个输人电压之间的极小差别就能使运放进入饱和输出状态。实际上，甚至是输入失调电压也能使运放饱和。例如，假设 $V_{in}$=1mV，$A_{ol}$=100 000，那么

$$ V_{in}A_{ol} = (1 mV) \times 100~000 = 100V $$

由于运放的输出不可能达到 100V，因此其进入饱和状态，输出被限制在它的最大输出电平，图6-19给出了输入电压分别为正(+)负(-) lmV 的情况。

$$ 图6-19~~~~没有负反馈时，两个输人电压之间的极小差别即可使运放达到输出极限，变成非线性 $$

没有负反馈时，两个输人电压之间的极小差别即可使运放达到输出极限，变成非线性

以这种方式工作的运放用途非常有限，通常只限于比较器应用(将在第8章中学习)。利用负反馈，总闭环电压增益($A_{cl}$) 可以减小并且可以控制，使得运放能作为线性放大器工作。除了提供可控、稳定的电压增益之外，负反馈也能实现对输人和输出阻抗、运放带宽的控制。表6-2总结了负反馈对运放性能的一般影响。 $$ 表6-2总结了负反馈对运放性能的一般影响 $$