放大电路的频率特性 模拟电子基础 全面的模拟电子基础涵盖广泛PPT教学课件.ppt

第三章放大电路的频率特性,3.1频率特性的一般概念3.2三极管的频率参数3.3共e极放大电路的频率特性3.4多级放大电路的频率特性,1,3.1频率特性的一般概念,3.1.1频率特性的概念对低频段,由于耦合电容的容抗变大,高频时1/cR,可视为短路,低频段时1/C1,所以上式可简化为fT0f上式表示了fT和f的关系。,11,3.2.3共基极电流放大系数的截止频率f,定义当下降为中频0的0.707倍时的频率f为的截止频率。,(3-7),12,f、f、fT之间有何关系?将式(3-3)代入式(3-7)得,13,3.2.4三极管混合参数型等效电路,1.完整的混合型模型,图35三极管的混合型等效电路,14,图36混合型参数和h参数之间的关系,15,16,2.简化的混合型模型,图37C的等效过程,17,令,18,此式表明,从b、e两端看进去,跨接在b、c之间的电容C的作用,和一个并联在b、e两端,其电容值为的电容等效。这就是密勒定理。如图3-7(c)所示。,19,3.3共e极放大电路的频率特性,图38共e极放大电路及其混合型等效电路,20,具体分析时,通常分成三个频段考虑:(1)中频段:全部电容均不考虑,耦合电容视为短路,极间电容视为开路。(2)低频段:耦合电容的容抗不能忽略,而极间电容视为开路。(3)高频段:耦合电容视为短路,而极间电容的容抗不能忽略。这样求得三个频段的频率响应,然后再进行综合。这样做的优点是,可使分析过程简单明了,且有助于从物理概念上来理解各个参数对频率特性的影响。,21,3.3.1中频放大倍数Ausm,图3-9中频段等效电路,22,23,(3-18),24,3.3.2低频放大倍数Ausl及波特图,图310低频段等效电路,25,(3-19),式中p、ri同中频段的定义。将、代入式(3-19),得,26,27,将公式(3-18)代入,并令,则,当f=fl时,，fl为下限频率。由(3-20)式可看出,下限频率fl主要由电容C1所在回路的时间常数l决定。,（3-20）,（3-21）,28,将式(3-21)分别用模和相角来表示:,（3-22）,（3-23）,根据公式(3-22)画对数幅频特性,将其取对数,得,（3-24）,29,先看式(3-24)中的第二项,当ffl时,故它将以横坐标作为渐近线；当ffl时,趋于0,则-180;当ffl时,趋于90,-90;当f=fl时,=-135。这样可以分三段折线来近似表示低频段的相频特性曲线,如图3-11(b)所示。f10fl时,=-180f0.1fl时,=-900.1flf10fl时,斜率为-45/10倍频程的直线。可以证明,这种折线近似的最大误差为5.71,分别产生在0.1fl和10fl处。,32,3.3.3高频电压放大倍数Aush及波特图,图312高频等效电路,33,由等效电路可求得,则,34,为求出与的关系,利用戴维宁定理将图3-12进行简化,如图3-13所示,其中,由图3-13可得,35,图313简化等效电路,36,令,上限频率为,则,(3-28),37,式(3-28)也可以用模和相角来表示,高频段的对数幅频特性为,38,图314高频段对数频率特性,39,3.3.4完整的频率特性曲线(波特图),40,图315共射极基本放大电路的幅频和相频特性曲线,41,3.3.5其它电容对频率特性的影响,42,(1),图316C2的下限频率的等效电路,耦合电容C2。,43,(2),图317Ce对频率特性的影响,射极旁路电容Ce。,44,(3)输出端分布电容Co。,45,3.4多级放大电路的频率特性,3.4.1多级放大电路的通频带fbw,中频区时,46,在上、下限频率处,即fl=fl1=fl2,fh=fh1=fh2处,各级的电压放大倍数均下降到中频区放大倍数的0.707倍,即,而此时的总的电压放大倍数为,47,截止频率是放大倍数下降至中频区放大倍数的0.707时的频率。所以,总的截止频率fhfh1=fh2;flfl1=fl2。总的频带为,48,3.4.2上、下限频率的计算,下限频率满足下述近似关系:,多级放大器中,其中某一级的上限频率fhk比其它各级小很多,而下限频率flk比其它各级大很多时,则总的上、下限频率近似为,49,【例1】共e极放大电路如图3-18所示,设三极管的=100,rbe=6k,rbb=100,fT=100MHz,C=4pF。(1)估算中频电压放大倍数Ausm;(2)估算下限频率fl;(3)估算上限频率fh。解(1)估算Ausm。由公式(3-18),图3-18例1电路图,50,故,其中,51,(2)估算下限频率fl。电路中有两个隔直电容C1和C2以及一个旁路电容Ce,先分别计算出它们各自相应的下限频率fl1、fl2和fle。,由于,，所以,