3 放大电路的频率响应.ppt

3 9放大电路的频率响应 3 1频率响应的一般概念 3 2三极管的频率参数 3 3单管共射放大电路的频率响应 3 4多级放大电路的频率响应 2 3 1频率响应的一般概念 由于放大电路中存在电抗性元件 所以电路的放大倍数为频率的函数 这种关系称为频率响应或频率特性 3 1 1幅频特性和相频特性 电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数 即 3 典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性 4 3 1 2下限频率 上限频率和通频带 fL 下限频率 fH 上限频率 BW 通频带 BW fH fL 5 3 1 3波特图 放大电路的对数频率特性称为波特图 6 一 RC高通电路的波特图 令 7 则有 8 对数幅频特性 实际幅频特性曲线 幅频特性 当f fL 高频 当f fL 低频 高通特性 且频率愈低 Au的值愈小 低频信号不能通过 最大误差为3dB 发生在f fL处 9 对数相频特性 相频特性 误差 在低频段 高通电路产生0 90 的超前相移 10 二 RC低通电路的波特图 RC波特图 令 则 11 低通电路的波特图 对数幅频特性 对数相频特性 在高频段 低通电路产生0 90 的滞后相移 12 高通电路与低通电路的波特图 高通电路低通电路 13 BJT的频率参数用于描述管子对不同频率信号的放大能力 常用的频率参数有共射极截止频率 与特征频率 T等 在信号频率不高时 我们把BJT的共射极电流放大系数 看作常数 但当信号频率 较高时 实际上是频率的函数 而在直流或低频时的共射电流放大系数则是一个常数 用 o表示 3 2三极管的频率参数 14 三极管 f 为值下降至时的频率 0 低频共射电流放大系数 15 对数幅频特性 fT 20lg 0 对数相频特性 0 1f 16 3 2 1共射极截止频率f 值下降到0 707 0 即 时的频率 当f f 时 值下降到中频时的70 左右 或对数幅频特性下降了3dB 17 3 2 2特征频率fT 值降为1时的频率 f fT时 三极管失去放大作用 f fT时 由式 得 18 3 2 3共基极截止频率f 值下降为低频 0时的0 707倍时的频率 19 f 与f fT之间关系 因为 可得 20 说明 所以 1 f 比f 高很多 等于f 的 1 0 倍 f fT f 3 fT用得最多 其值越高表明BJT的高频性能越好 21 在研究放大电路的频率时 在高频情况下 必须考虑BJT的结电容 集电极电流与基极电流不再成比例 也不同相 而是频率的函数 BJT的H参数模型仅用于解决低频问题 已不再适用于高频情形 所以需要建立BJT的高频小信号模型 BJT的高频小信号模型 22 密勒等效电路 23 时 当 由上分析可知 图 a 与图 b 是等效的 说明由结点1流出通过Z的电流等于由结点1流出通过Z1到达参考点0的电流 24 由BJT的结构引出物理模型 晶体管结构示意图及混合 模型 25 根据密勒定理 高频小信号等效电路可化简为 26 3 3阻容耦合单管共射放大电路的频率响应 将C2和RL看成下一级的输入耦合电容和输入电阻 27 利用混合 型等效电路分析共射放大电路的频率响应 可以按低频段 中频段 高频段三部分分别进行 然后将三段的结果组合起来就得到电路的频率响应 单管共射放大电路及其等效电路 28 1 共射极放大电路的中频响应 单管共射放大电路的中频等效电路 在中频区 XC 1 wc 由于C的容量较大 则XC较小 可视为短路 而并联的结电容容量很小 容抗很大 可视为开路 此电路不存在受频率影响的元件和参数 电压增益是个实数 与信号频率无关 频率特性平坦 前面讲的微变等效电路及电路增益的计算均是指中频区的情况 29 2 共射极放大电路的低频响应 在低频区 耦合电容C容量较大 不能再视为短路 而并联的结电容 容抗很大 仍可视为开路 可求出低频放大倍数 将输出回路变为戴维南等效电路形式 可求出下限截止频率 a 低频等效电路 b 输出回路的等效电路 30 3 共射极放大电路的高频响应 a 高频等效电路 b 输入回路的等效电路 在高频区 耦合电容C容量较大 可视为短路 而并联的结电容 不可视为开路 可求出高频放大倍数 将输入回路变为戴维南等效电路形式 可求出上限截止频率 31 单管共射放大电路的波特图 将中低高频区分别画出的波特图综合起来就构成了共发射极电路完整的频