模拟电子技术第2章

发射结电容集电结电容C、E极间电容压控电压源晶体管混合π型等效模型

电路模型ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙˙通常re、rc很小，rce、rb'c很大，均可以忽略。ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙˙简化的混合π型等效模型ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙低频混合π型等效电路ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙晶体管混合π型低频等效电路与微变等效电路的关系低频等效电路微变等效电路两者等效ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙_˙ec_+_+˙˙˙˙˙rbe=rbb'+rb'e故有为晶体管低频电流放大系数其中两者等效ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙_˙ec_+_+˙˙˙˙˙gm的物理意义：表示晶体管的发射结电压对管子集电极电流的控制能力，称为跨导。··定义：ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙_˙晶体管混合π型电路的密勒等效电路密勒等效电路ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙图中··式中···ec+_+_+_˙˙˙˙˙˙2．晶体管的高频特性和高频参数由描述晶体管特性的H参数方程得（1）晶体管电流放大倍数=(f)··············由上式可画出求的等效电路·由图可知˙˙˙˙˙因很小˙˙····˙由画出求

的等效电路ec+_˙˙+_˙+˙_˙˙····˙˙由以上各式得˙即令或得˙由˙得的幅频特性˙˙相频特性将幅频特性表示为˙画的幅频特性˙即画出的关系曲线˙˙由式可知在坐标中表示一条直线˙式中项0˙当时当时˙对于式中的项在坐标系中表示横轴在坐标系中表示斜率为-20dB/十倍频的一条直线˙即式0˙的图形是由横轴与斜率为-20dB/十倍频的直线合成的曲线。的图形是由直线综上所述，式˙˙˙曲线合成的0˙0˙0˙这种图形称为波特图当时即实际值比

小3dB˙0˙实际的幅频曲线fβ称为晶体管的共射极截止频率(2)晶体管特征频率fT由于由可知˙当f=fT时，˙即当f=fβ时˙fT是衡量晶体管高频特性的最常用指标

由（3）晶体管电流放大倍数=(f)·可以证明式中

0——晶体管共基极基极电流放大系数f

——晶体管共基极截止频率·得晶体管共基极截止频率由与的关系通常将的晶体管称为高频管将的晶体管称为低频管晶体管共基极截止频率特征频率fβ、fT和f

a之间的关系为(4)fβ、fT和f

a的关系2.8.4单管共射极放大电路的频率响应

单管共射极放大电路电路中存在的电容：a.耦合电容、旁路电容b.结电容、极间电容及分布电容等+_T+_++++_···不同电容对电路性能的影响a.耦合电容、旁路电容较大，主要影响电路的低频性能。b.结电容、极间电容及分布电容等很小，主要影响电路的高频性能。+_T+_++++_···不同频率区域电容的作用a.低频区考虑耦合电容、旁路电容的作用。结电容、极间电容及分布电容等小电容视为开路。b.中频区耦合电容、旁路电容视为短路。结电容、极间电容及分布电容等仍视为开路。+_T+_++++_···c.高频区耦合电容、旁路电容视为短路。考虑结电容、极间电容及分布电容等小电容的作用。+_T+_++++_···1．中频区的频率响应中频区微变等效电路•······+_T+_++++_···忽略RB·•·····•······电压放大倍数············•·····2．低频区的频率响应和下限截止频率

低频微变等效电路······+_T+_++++_···忽略RB············忽略RE(因RE>>1/

LCE)············•将CE等效到输入回路······•······•将电流源转换为电压源······•······•将输入回路电容合并······•······•图中在输出回路····故·········•在输入回路·········•得低频区放大电路电压放大倍数由·······上式中，令、分别为输入、输出回路的时间常数。······•···令·····中频电压放大倍数式中··当C2＞＞C'1

，即C2的影响可以忽略时式中

为由C'1引起的附加相移。·········•知当时由····故为仅考虑时放大电路的下限截止频率当C2<<C1'

，即C1'的影响可以忽略时···式中

为由C2引起的附加相移。······•知当时同理由····故为仅考虑时放大电路的下限截止频率故旁路电容是影响电路低频性能的主要因素。一般情况下，由于即旁路电容折算到输入端的等效电容很小。3．高频区的频率响应和上限截止频率

+_T+_++++_···高频等效电路对密勒等效..+e++_._+_c_....·+_T+_++++_··对输入回路简化、等效Ci=CM+Cb'e+++_._+_c_e•.......+e++__+_c_......戴维南等效..e++__+_c•.....+e++__+_c_......对输出回路简化、等效e++__+_c•....e++__+_c•....将电流源转换为电压源e++__+_c•....•e++__+_c+_....由图可知······•e++__+_c+_....高频区电压放大倍数

···········由于····•e++__+_c+_.....·令、分别为输入、输出回路的时间常数··•e++__+_c+_....或那么故····当Ci＞＞Co即Co的影响可以忽略时···其中为由Ci引起的附加相移。•e++__+_c+_....知当时故fH1为仅考虑Ci时放大电路的上限截止频率。··由··当Co

＞＞Ci时即Ci的影响可以忽略时···其中为由Ci引起的附加相移。•e++__+_c+_....知当时故fH2为仅考虑Co时放大电路的上限截止频率。····名词：惯性环节——含惯性元件的回路。

惯性元件——指其能量不能突变的电容元件。

当低频区只考虑一个电容C1'或C2放大电路的电压放大倍数可表示为高频区只考虑一个电容Ci

或Co即当低、高频区的等效电路都只含一个惯性环节时··讨论：a.当时当（实际只要）时·····b.当时当（实际只要）时·····c.当时·····由以上分析可画出放大电路的幅频和相频特性曲线（低、高频区的等效电路都只含一个惯性环节）3dB-20dB/dec20dB/dec··幅频特性相频特性2.8.5放大电路的增益带宽积

放大电路的带宽可见，扩展放大电路带宽的关键就在于提高fH。由于fH＞＞fL故提高fH的途径：可见，降低电路Au时，将使CM减小，fH1提高。由于1.通过fH1而·减小R'L，fH2提高,但降低电路Au2.通过fH2由于由上述讨论可知：提高放大电路的增益与扩展放大电路带宽之间有矛盾。

为了全面的衡量电路的高频性能，采用指标：增益带宽积GBP（gainbandwidthproduct）GBP的定义GBP=Aumsfbw≈AumsfH设放大电路的低高频区的等效电路均有多个惯性环节2.8.6多级放大电路的频率响应

1.如果各个惯性环节决定的下限截止频率分别为则，电路的下限截止频率fLfL1，fL2，……，fLn

电路上限截止频率fHb.各个惯性环节决定的上限截止频率分别为特别地，当（）时fH1，fH2，……，fHn特别地，当（）时对于多级放大电路（相对于单级放大电路）：（1）增益高。（2）下限截止频率fL增大。（3）上限截止频率fH降低。（4）频带fbw变窄。小结：思考题1.通常影响晶体管高频性能的主要因素有那些？3.放大电路频率特性用波特图表示有何好处？2.影响放大电路低频性能的主要因素是什么？例在图示放大电路中，已知VCC=15V,RB1=90kΩ,

RB2=60kΩ,

RC=RL=2kΩ,RE1=0.2kΩ,RE2=1.8kΩ,C1=C2=10

F,CE=50

F,Co=1600pF。三极管的rbb'=300Ω,β=100,UBE=0.7V,

结电容可以忽略。试求：(1)静态工作点ICQ,UCEQ：(2)Aum、Ri、Ro；(3)估计上、下限截止频率fH和fL；(4)

Uopp及输入电压最大值Uim;(5)当输入电压ui的最大值大于Uim时，输出将首先出现什么失真？练习题T+_++++_解：(1)估算法T+_++++_UCEQ=VCC－ICQRC－IEQ(RE1+RE2)

≈VCC－IEQ（RC+RE1+RE2）

=15－3.15×(2＋2)

=2.4V(2)T+_++++_·T+_++++_(3)