晶体管放大电路的高频响应

1、晶体管放大电路的高频响应    15.5 晶体管放大 共射(共源)放大电路的带宽由于Miller效应而减小.要想增加带宽,就应该减小或消除Miller效应.本节将讨论的共基(共栅)放大电路能减小或消除Miller效应.本节还会讨论射极(源极)跟随器的高频响应.5.5.1 共基放大器的高频响应图5.20 共基极放大电路图5.21 高频小信号等效电路当 <>Rs/RE/rb'e时=这样,输入回路和输出回路的等效电路分别如图5.23(a),5.23(b)所示.5.23(a)5.23(b)求 决定的上转折频率 求 和 决定的上转折频率 对图5

2、.22,用网孔分析法或节点法可得到电压增益函数:例5.9目的:求共基极放大器的上转折频率.电路如图5.20所示,电路参数为V+=5V,V-=-5V,Rs=0.1k,R1=40k,R2=5.72k,RE=0.5k,Rc=5k,RL=10k,CL=15pF.晶体管参数为 =150,VBE(on)=0.7V,VA= ,Cb'e=35pF,Cb'c=4pF.求该放大器的上转折频率 . 解:由直流分析可得ICQ=1.02mA,gm=39.2mA/V,rb'e=3.82k.由 决定的上转折频率为由Cb'c和CL决定的上转折频率为(主极点频率)如果没有负载 从原理上看,因为共

3、基极放大器没有Miller效应,所以它的上转折频率一般比共射极电路要高.图5.24是一个共射-共基两级放大电路.输入信号从共射极电路(Q1)输入,Q1的输出信号作为共基极电路(Q2)的输入信号.Q2的输入阻抗很小,作为Q1的负载,从而大大降低了的Miller效应见式(5.29),即大大减小了Miller电容CM,从而提高了共射极电路的带宽. 图5.24 共射共基电路 图5.25是一个带负载的射极跟随器.其高频小信号等效电路如图5.26所示(忽略Rbb').图5.26中,RB=R1/R2,RL'=RE/RL.5.5.2 射极跟随器的高频响应图5.25 射极跟随器图5.26 高频小

4、信号等效电路用网孔分析法或节点分析法可求得(忽略CL):(5.42)两个极点:一个零点:(5.43)(5.44)(5.45)例5.10目的:求射极跟随器的上转折频率.电路如图5.25所示.电路参数为V+=5V,V-=-5V,Rs=0.1k,R1=40k,R2=5.72k,RE=0.5k,RL=10k.晶体管参数为 =150,VBE(on)=0.7V,VA= ,Cb'e=35pF,Cb'c=4pF,求该电路的上转折频率. 解:由例5.9可知ICQ=1.02mA,gm=39.2mA/V,rb'e=3.82k.由式(5.43)可得由式(5.44)可得由式(5.45)可得由于零

5、点和极点非常接近,它们可以近似抵消.所以fH=fH1=398MHz 说明:1)射极跟随器的带宽远高于共射和共基放大电路,属于宽带电路. 2)由于零点的绝对值比极点的绝对值还小,所以用开路时间常数法(若不考虑零点)来计算上转折频率会不可靠.3)若考虑负载电容CL,由式(5.43),式(5.44)和式(5.45)可知,它只会影响其中一个极点p2,式(5.44)变为若CL=15pF,则fH2=132MHz; 若CL=150pF,则fH2=35.8MHz.此时,fH2为主极点频率,射极跟随器的上转折频率为35.8MHz,仍然比较高,这说明射极跟随器的带负载能力比较强. 5.6 多级放大器的转折频率的计

6、算方法对n级放大器,设各单级放大器(考虑了后级对前级的负载效应后)的上,下转折频率分别为fL1,fL2,fLn和fH1,fH2, fHn.下面分三种情况讨论多级放大器的上,下转折频率的估算方法.1.如果fL1,fL2,fLn中最大的(如fL1)比其它大很多(如4倍以上),则总的下转折频率近似等于该最大的单级下转折频率,即fL=fL1.类似地,如果fH1,fH2, fHn中最小的(如fH1)比其他小很多(如4倍以上),则总的上转折频率近似等于该最小的单级下转折频率,即fH=fH1 .2.若各单级放大器存在主极点且零点与极点相差很大(如小于下转折频率或大于上转折频率4倍以上),且各单级放大器的上,

7、下转折频率相同,则当n=3时,fH=0.51fH1;fL=1.96fL1.3.若不满足以上条件,则转折频率需要借助计算机软件或硬件系统或系统函数来获取.5.7 小 结1,放大电路的频率响应频率响应中频增益转折频率上转折频率fH下转折频率fL带宽fBW=fH-fLfH2,转折频率的计算方法转折频率的计算方法增益函数法时间常数法AMFL(s)FH(s)fLfH短路时间常数法开路时间常数法fLfH注意:1)零点与极点对消的可能性2)利用主极点的概念简化分析3,基本单级放大器的带宽比较射极跟随器共基放大器共射放大器>>注意:增益带宽积为常数(静态工作点一定)4,单级放大器中各电容对带宽(转折频率)的影响1)外电容影响fL.旁路电容影响