模电第3章完整ppt课件

第三章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,.,3.1频率响应的一般概念,由于放大器件本身具有极间电容,且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。,幅度频率特性相位频率特性,.,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,.,3.1.2典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性,图3.1.1,.,3.1.3频率失真,图3.1.2频率失真,(a)幅频失真,(b)相频失真,.,3.1.4波特图,放大电路的对数频率特性称为波特图。,对数幅频特性的纵坐标是电压放大倍数幅值的对数，即对数增益，单位是分贝（dB）,但对数相频特性的纵坐标是相角，不取对数。,.,一、RC高通电路的波特图,令：,3.1.5无源RC电路的频率响应,.,.,对数幅频特性：,实际幅频特性曲线：,图3.1.4(a)幅频特性,当ffL(高频)，当ffT时，三极管失去放大作用；,f=fT时，由式,得：,.,3.2.3共基截止频率f,值下降为低频0时的0.707时的频率。,.,f与f、fT之间关系：,因为,可得,.,说明：,所以：,1.f比f高很多，等于f的(1+0)倍；,2.ffTf,3.低频小功率管f值约为几十至几百千赫，高频小功率管的fT约为几十至几百兆赫。,.,例：已知某三极管中频时的共射电流放大系数0=100，特征频率fT=200MHZ。试估算三极管的其它两个频率参数f和f；画出三极管的对数幅频特性和相频特性的示意图，并在图上标出有关数值。,.,3.3单管共射放大电路的频率响应,定性分析：,各种容抗影响忽略，Au与f无关；,隔直电容容抗增大，电容上压降增大，Au降低。与电路中输入电阻构成RC高通电路；,隔直电容可忽略，但三极管极间电容并联在电路中，Au降低。而且，构成RC低通电路。,低频段：,高频段：,中频段：,.,图3.3.10,幅频特性,相频特性,.,3.3.1混合型等效电路,一、混合型等效电路,图3.3.1混合型等效电路,(a)三极管结构示意图,(b)等效电路,.,二、混合参数与h参数的关系,低频时，不考虑极间电容作用，混合等效电路和h参数等效电路相仿，即：,图3.3.1混合参数与h参数之间的关系,通过对比可得,.,则,则,一般小功率三极管,.,三、混合型等效电路中电容,：可从器件手册中查到；并且,(估算，fT要从器件手册中查到),注意：,将输入回路与输出,回路直接联系起来，使解电路的过程变得十分麻烦。,可用密勒定理简化电路！,.,密勒定理：,用两个电容来等效Cbc。分别接在b、e和c、e两端。,图3.3.4单向化的混合型等效电路,其中：,电容值分别为：,.,3.3.2阻容耦合单管共射放大电路的频率响应,图3.3.5阻容耦合单管共射放大电路,将C2和RL看成下一级的输入耦合电容和输入电阻。,.,一、中频段,C1可认为交流短路；极间电容可视为交流开路。,1.中频段等效电路,图3.3.6中频段等效电路,由图可得,.,2.中频电压放大倍数,已知，则,结论：中频电压放大倍数的表达式，与利用简化h参数等效电路的分析结果一致。,.,二、低频段,考虑隔直电容的作用，使电压放大倍数降低。其等效电路：,图3.3.7低频等效电路,C1与输入电阻构成一个RC高通电路,式中Ri=Rb/rbe,.,输出电压,低频电压放大倍数,.,低频时间常数为：,下限(-3dB)频率为：,则,.,三、高频段,考虑并联在极间电容的影响，其等效电路：,图3.3.8高频等效电路,由于输出回路时间常数远小于输入回路时间常数，故可忽略输出回路的结电容。并用戴维南定理简化。,.,图中（高频等效电路的简化）,C与R构成RC低通电路。,.,高频时间常数：,上限(-3dB)频率为：,.,四、完整的波特图,绘制波特图步骤：,1.根据电路参数计算、fL和fH；,2.由三段直线构成幅频特性。,中频段：对数幅值=20lg,低频区：f=fL开始，作斜率为20dB/十倍频直线；,高频段：f=fH开始，作斜率为20dB/十倍频直线。,3.由五段直线构成相频特性。,.,图3.3.10,幅频特性,相频特性,.,五、增益带宽积,中频电压放大倍数与通频带的乘积。,Ri=Rb/rbe,.,说明：,式很不严格，但从中可以看出一个大概的趋势，即选定放大三极管后，rbb和Cbc的值即被确定，增益带宽积就基本上确定，此时，若将放大倍数提高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数。,如想得到一个通频带既宽，电压放大倍数又高的放大电路，首要的问题是选用rbb和Cbc均小的高频三极管。,.,3.3.3直接耦合单管共射放大电路的频率响应,图3.3.13,.,3.4多级放大电路的频率响应,3.4.1多级放大电路的幅频特性和相频特性,多级放大电路的电压放大倍数：,对数幅频特性为：,.,多级放大电路的通频带，总是比组成它的每一级的通频带都窄。,多级放大电路的总相位移为：,两级放大电路的波特图,图3.4.