模拟电子电路基础：5-5放大电路的频率特性

1、5.5.1 概述 5.5.2 RC电路的频率响应 5.5.3 三极管的高频参数 5.5.4 共射放大电路的频率特性 5.5.5 场效应三极管高频小信号模型,5.5 放大电路的频率特性,幅度频率特性 相位频率特性,幅频特性是描绘输入信号幅度 固定，输出信号的幅度随频率变化 而变化的规律。即,相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即,一、频率响应（频率特性） 放大器的电压放大倍数与频率的关系,5.5.1 概述,二、典型频率特性曲线,1,中频放大倍数,2、fL : 下限截止频率（下边频,3、fH : 上限截止频率（上边频,4、 f : 通频带（BW,波特图（Bode,

2、dB(decibel):分贝 Au(db)=20logAu,Au: 10 102 103 10-1 10-2 Au(db): 20 40 60 -20 -40 -3,优点：1、乘加 2、人耳对声能的辨别能力与其对数成正比,产生原因: 1.放大电路中存在电抗性元件，例如 耦合电容、旁路电容、分布电容等,2.三极管的()是频率的函数。 低频小信号模型不再适用,幅频失真 相频失真,线性失真 （组合失真,三、频率失真,设计电路时，要合适选择耦合电容和旁路电容,5.5.2 RC电路的频率响应,一、 RC低通电路 二、 RC高通电路,频率特性曲线,一、 RC低通电路,传递函数为,模,相 角,频率特性曲线,

3、传递函数为,模,相 角,二、 RC高通电路,一、 各种组态放大电路的比较a、对应关系，体现在动态性能上b、输入电阻，场效应管放大电路比双极型高c、输出电阻，cc与cd都较小，带负载能力强,上节课内容提要,动态性能比较表,CE / CB / CC CS / CG / CD,Ri,CS：RG CG：RS/(1/gm) CD：RG3+ (RG1 / RG2,Ro,CS：RD CG：RD CD：RS/(1/gm,二、放大电路的频率特性 1、基本概念,频率特性,频率特性曲线,频率失真,2、RC电路的频率响应,上限截止频率（上边频,下限截止频率（下边频,1）RC低通,2） RC高通,5.5.3 三极管的高

4、频参数,一、混合型高频小信号模型 二、 电流放大系数的频响,一、混合型高频小信号模型,简化： 忽略rbc 、 rce,1.等效电路,2.参数计算,3.单向化,密勒定理,Cbc很小,若电压放大倍数Au增加，CM也增加，上限截止频率就下降，通频带变窄。增益和带宽是一对矛盾，所以常把增益带宽积作为衡量放大电路性能的一项重要指标。 若管子参数给定,则增益带宽积=常数,图 的等效电路,二、 电流放大系数的频响,1.共射截止频率,当 f = fT 时, 有,2. 特征频率,由此可做出的幅频特性和相频特性曲线， 如图所示。 三极管的幅频特性和相频特性曲线图,当=1时对应的频率称为 特征频率fT，且有fT0f

5、,当20lg下降3dB时,频率f 称为共发射极接法的截止频率,二、 高频段微变等效电路 三、 低频段微变等效电路,5.5.4 共射放大电路的频率特性,一、 全频段小信号模型,一、 全频段小信号模型,以共射放大电路为例，全频段小信号模型如图,CE接法基本放大电路,全频段微变等效电路,分低、中、高三个频段研究,前述电路分析默认为中频段,大C短，小C断! 无频率影响,二、 高频段微变等效电路,将全频段小信号模型中的C1、C2和Ce短路,显然这是一个RC低通环节，其时间常数,于是上限截止频率fH=1/2H,动画5-3,三、 低频段微变等效电路,保留C1、C2和Ce，忽略CM,5.5.5 场效应三极管高

6、频小信号模型,a) 场效应三极管高频小信号模型,b) 单向化高频小信号模型,它是在低频模型的基础上增加了三个极间电容而构成的，其中Cgs、Cgd一般在10pF以内，Cds一般不到1pF。为了分析方便，用密勒定理将Cgd折算到输入和输出侧。只要保证折算前后的电流相等即可，于是从输入侧有,而输入回路的高频时间常数为,于是可得场效应三极管的简化高频小信号模型，如图所示,简化高频小信号模型,几点结论,3.三极管的结电容和分布电容是引起放大电路高频响应的主要原因，上限截止频率由高频时间常数中较大的一个决定,2.放大电路的耦合电容、旁路电容是引起低频响应的主要原因，下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定,1. C：CM 、C1、C2、Ce R: 与各电容构成回路的等效电阻值,4.若电压放大倍数Au增加，CM也增加，上限截止频率就下降，通频带变窄。增益和