第05章放大电路的频率响应g

1、第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应 放大电路放大电路的频率响应的频率响应第五章第五章第五章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应5.1频率响应概频率响应概述述5.2晶体管的晶体管的高频等效模型高频等效模型5.4单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应5.5多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应5.3场效应管的场效应管的高频等效模型高频等效模型童童诗诗白白第第四四版版第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应5.1频率响应概频率响应概述述5.1.1研究放大电路频率响应的必要性研究放大电路频率响应的必要性 由于放大电路中存在由于放大电路中存在电抗性元件及晶体管极间电电

2、抗性元件及晶体管极间电容，容，当输入信号的频率当输入信号的频率过低或过高过低或过高时，放大倍数数时，放大倍数数值会值会减小减小，而且还将，而且还将产生超前或滞后相移产生超前或滞后相移，所以，所以电电路的放大倍数不再是一个常数，而是频率的函数，路的放大倍数不再是一个常数，而是频率的函数，这种关系称为这种关系称为频率响应或频率特性。频率响应或频率特性。 交流小信号等效模型只适用于低频信号的分析。交流小信号等效模型只适用于低频信号的分析。 本章将引入本章将引入高频等效模型高频等效模型，并阐明放大电路的上限频，并阐明放大电路的上限频率、下限频率和通频带的求解方法，以及频率响应的描述率、下限频率和通频带

3、的求解方法，以及频率响应的描述方法。方法。第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应5.1.2频率响应的基本概念频率响应的基本概念 由于耦合电容的存在由于耦合电容的存在, 高频时高频时1/CR, 可视为短路可视为短路, 低频低频段时段时,由于耦合电容的容抗变大由于耦合电容的容抗变大, 1/CR不成立，不成立，电容的容抗不可忽略，信号将在其上产生压降，从电容的容抗不可忽略，信号将在其上产生压降，从而导致放大倍数减小并产生相移。而导致放大倍数减小并产生相移。 由于三极管极间电容的存在，由于三极管极间电容的存在，低频低频段时段时, 由于三极由于三极管极间电容较小管极间电容较小, 低频段视为开路

4、；低频段视为开路； 高频时高频时,容抗减容抗减小小,极间电容将分流，使加至放大电路的输入信号减极间电容将分流，使加至放大电路的输入信号减小小, 输出电压减小输出电压减小, 从而使放大倍数下降。从而使放大倍数下降。 同时也会同时也会在输出电压与输入电压间产生附加相移。在输出电压与输入电压间产生附加相移。总结：总结：耦合电容影响低频特性，极间电容影响高频特性耦合电容影响低频特性，极间电容影响高频特性C1Rb+VCCC2Rc+Rs+SUOUiU+第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应一、一、 高通电路高通电路+_+_CRiUOU图图 5.1.1（a) RC 高通电路高通电路RCCRRUUA

5、u j111j1iO 令：令：RCf 21212LLL LLLLj1jj11j11ffffffAu 2LL1ffffAu模：)(arctan90Lff相角：从无源从无源RC高通、低通电路进行分析高通、低通电路进行分析fL称为下限截止频率称为下限截止频率)(11RCRCL 第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应2LL1lg20lg20lg20ffffAu则有：则有：dB 020lg L uAff时时，当当LLlg20lg20 ffAffu 时时，当当dB32lg20lg20 L uAff时时，当当2LL1ffffAu放大电路的放大电路的对数频率特性对数频率特性称为称为波特图波特图。纵坐

6、标用纵坐标用 表示，横坐表示，横坐标用对数刻度标用对数刻度lgfuAlg200.1 fLfL 10 fLfdB/lg20uA0 20 40第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应对数幅频特性：对数幅频特性： 实际幅频特性曲线：蓝色实际幅频特性曲线：蓝色图图 5.1.3( (a) ) 幅频特性幅频特性当当 f fL( (高频高频) )，当当 f fT 时，时，三极管失去放大作用；三极管失去放大作用； f fT 时，由式时，由式；112T0 ff得：得： ff0T 第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应3.共基截止频率共基截止频率 f 值下降为低频值下降为低频 0 时时 的的 0

7、.707 时的频率。时的频率。 ffj10 因为因为， 1 ffj10 可得可得 ffffff)1(j11/j11/j100000 ff)1(10000第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应说明：说明： ff)1(10000 ，因为：因为：所以：所以：1. f 比比 f 高很多，等于高很多，等于 f 的的 (1 + 0) 倍；倍；2. f fT Rs，Rb rbe；(1 + gmRc)Cb c Cb e CRRgrrRRRfAu 21 cmbeebisiHsm故故 CrR)(21bbs 第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应 CrRfAu)(21bbsHsm 说明：说明：H

8、smfAu 式不很严格，但从中可以看出一个大式不很严格，但从中可以看出一个大概的趋势，即选定放大三极管后，概的趋势，即选定放大三极管后，rbb 和和 Cu 的值即被确的值即被确定，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。高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数。如愈得到一个通频带既宽，电压放大倍数又高的放大如愈得到一个通频带既宽，电压放大倍数又高的放大电路，首要的问题是选用电路，首要的问题是选用 rbb 和和 Cu 均小的高频三极管。均小的高频三极管。第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应5

9、.5多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应5.5.1多级放大电路频率特性的定性分析多级放大电路频率特性的定性分析多级放大电路的电压放大倍数：多级放大电路的电压放大倍数：unuuuAAAA 21对数幅频特性为：对数幅频特性为： nkukunuuuAAAAA121lg20lg20lg20lg20lg20在多级放大电路中含有多个放大管，因而在高频等效在多级放大电路中含有多个放大管，因而在高频等效电路中有电路中有多个低通电路多个低通电路。在阻容耦合放大电路中，如。在阻容耦合放大电路中，如有多个耦合电容或旁路电容，则在低频等效电路中就有多个耦合电容或旁路电容，则在低频等效电路中就含有含有多个高通电

10、路多个高通电路。第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应多级放大电路的总相位移为：多级放大电路的总相位移为： nkkn121 两级放大电路的波特图两级放大电路的波特图图图 5.5.1fHfL幅频特性幅频特性fdB/lg20uAOfL1fH16 dB3 dB3 dBfBW1fBW2一一 级级二二 级级 20dB/十倍频十倍频 40dB/十倍频十倍频第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应图图 5.5.1相频特性相频特性 270 360fL1fH1fO 540 180 450 90一一 级级二二 级级多级放大电路的通频带，总是比组成它的每一级的多级放大电路的通频带，总是比组成它的每一级的通频带为窄。通频带为窄。第五章放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应5.5.2多级放大电路的上限频率和下限频率的估算多级放大电路的上限频率和下限频率的估算2H22H21HH1111 .11nffff 2L22L21LL1 . 1nffff 在实际的多级放大电路中，当各放大级的时间常数在实际的多级放大电路中，当各放大级的时间常数相差悬殊时，可取其主要作用的那一级作为估算的依据相差悬殊时，可取其主要作用的那一级作为估算的依据即：即：若某级的下限频率远高