频率响应概述与晶体管的高频等效电路.ppt

第五章 放大电路的频率响应 第五章 放大电路的频率响应 5.1 频率响应概述 5.2 晶体管的高频等效模型 5.3 场效应管高频等效模型 5.4 多级放大电路的频率响应 1 放大电路的频率响应 第十五讲 频率响应概述与 晶体管的高频等效电路 一、频率响应的基本概念 二、放大电路的频率参数 三、晶体管的高频等效电路 四、场效应管的高频等效电路 2 放大电路的频率响应 低频段，C、Ce容抗增大，信号被分压衰减|Au|fL（下限频率） 高通 电路 低通 电路 高频段，管极间电容和分布电容、寄生电容等容抗减小，信号被分流 损失|Au|fH（上限频率）。 5.1 频率响应的基本概念 C、L及晶体管Cj存在 Au=|Au|(f)幅频特性 =(f)相频特性 5.1.1幅频-相频特性 频率失真（C、LAu(f)、(f)）线性失真）；晶体管非线性失真3 放大电路的频率响应 5.1.2 高通、低通电路 fL ffL时放大 倍数约为1 （令L=1/RC=1/） 1.高通电路 当 f fL、f = fL、f fH |Au|、各多少？频向曲线 5 放大电路的频率响应 5.1.3 波特图对数频率特性 1.高通电路波特图 当 f fL、f = fL、f fL20|Au|、各多少？波特图 图5.1.3 7 放大电路的频率响应 结论（1）截止频率决定于电路所在回路的时间常数： (2) 当 f=fL，20lg|Au|=-3dB，=+45。 当 f=fH，20lg|Au|=-3dB，=-45。 fL=1/（2RC并）低通电路 fH=1/（2RC串）高通电路 （3）可用波特图近似描述放大电路的频率特性。 8 放大电路的频率响应 5.2 晶体管的高频等效模型 晶体管结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。 rbb 基区体电阻 rbe发射结电阻 C 发射结电容 re 发射区体电阻 rbc集电结电阻 C 集电结电容 rc 集电区体电阻 因多子浓 度高而阻 值小 因面积大 而阻值小 5.2.1 晶体管的混合模型 9 放大电路的频率响应 忽略小电阻rc、re； 考虑iC的受控关系： gm跨导，表明Ube对Ic控制 作用，gm与信号 f 无关。 1.完整的混合模型（形状像，参数量纲各不相同） 因面积大 而阻值小 因多子浓度 高而阻值小 图5.2.1 10 放大电路的频率响应 2.简化的混合模型 放大区： Jc反偏rbc1/( jC)； 输出曲线近似水平rceRL rbc、rce开路 （1）忽略大电阻的分流 图5.2.2 (a) 11 放大电路的频率响应 （2）单向化将C等效到输入、输出回路 利用密勒定理： 将 C C、C 图5.2.2 (b) 12 放大电路的频率响应 * 单向化过程 等效变换后电流不变 13 放大电路的频率响应 （3）忽略C，合并C、C简化混合模型 3.混合模型的主要参数 图5.2.2 (c) Ic 14 放大电路的频率响应 5.2.2 电流放大系数的频率响应 1.定性分析 15 放大电路的频率响应 2. 频率响应的定量关系 为什么短路？ Ic=gmUbe，gm=0/rbe uCE=0 uCE=0 (1)推导过程 16 放大电路的频率响应 (2)电流放大倍数的频率特性曲线 f 17 放大电路的频率响应 波特图: lg f 20dB/十倍频 折线化近似画法 f共射截止频率(3dB) fT特征频率(0dB):0 f f共基截止频率 f =(1+0)ffT 18 放大电路的频率响应 3. 晶体管的频率参数 共射截 止频率 共基截 止频率 特征 频率 集电结电容 通过以上分析得出的结论： 低频段和高频段放大倍数的表达式； 截止频率与时间常数的关系； 波特图及其折线画法； C的求法。 手册 查得 19 放大电路的频率响应 5.3 场效应管的高频等效电路 可与晶体管高频等效电流类比，简化、单向化变换。 很大，可忽略其电流 单向化变换 极间电间电 容CgsCgdCds 数值值/pF1101100.11 忽略d-s间等效电容 20 放大电路的频率响应 讨论一 1. 若干个放大电路的放大倍数分别为1、10、102、 103、104、105，它们的增益分别为多少？ 2. 为什么波特图开阔了视野？同样长度的横轴，在 单位长度不变的情况下，采用对数坐标后，最高频 率是原来的多少倍？ 102030405060 O f 10102103104105106lg f 21 放大电路的频率响应 讨论二 电路如图。已知各电阻阻