教改模电5章课件.ppt

1、第 5 章 放大电路的频率响应,本章内容,5.1 频率响应概述 5.2 晶体管的高频等效模型 5.3 场效应管的高频等效模型 5.4 单管放大电路的频率响应 5.5 多管放大电路的频率响应,本章重点、难点： 波特图 单管放大电路的频率响应,本次课讨论的问题,1 为什么要研究放大电路的频率响应？ 2 RC网络是低通还是高通的区分方法？ 3 波特图的三要素是什么？ 4 h参数模型在高频信号下还适用吗？,5.1 频率响应概述,5.1.1 研究频率响应的必要性,放大电路对不同频率输入信号的放大能力不同,原因：电抗元件(电容、电感)及晶体管极间电容造成的,5.1.2 RC网络的频率响应,一. RC 高通

2、电路的频率响应,电压放大倍数与频率关系,一个RC高通环节可使相位超前090,波特 ( Bode ) 图,输入信号频率：几Hz到上百MHz 放大倍数：几倍到上百万倍之间,一阶RC高通对应的渐进线斜率为 20dB/十倍频,通带放大倍数,3dB截止频率,渐进线斜率,二. RC低通电路,上限截止频率,相位滞后,低通电路的波特图,通带放大倍数 3dB截止频率 , 相位滞后45 一阶RC低通对应的渐进线斜率为 -20dB/十倍频,相位滞后0-90,结论,电路的截止频率与电容所在回路的时间常数 有关,上、下限频率对应电路增益下降3dB，产生45相移,近似波特图代替波特图,一阶电路对应的渐进线斜率为 20dB

3、/十倍频程,5.2 晶体管的高频等效模型,晶体管的高频等效模型 混合模型：晶体管极间电容,rc、re ：体电阻, 较小可忽略 C 、C ：集电结、发射结电容,晶体管完整的混合 模型,gm :,rbc 、rce 可认为开路,简化的混合 模型,C 的单向化,C 可忽略 将 C 与 C 合并为 C,rbb ：查手册,混合 模型主要参数的计算,跨导 gm,C,C Cob 查手册,5.2.2 晶体管电流放大倍数的频率响应,当信号频率变化时，电流放大系数 也是频率的函数,共射截止频率:,特征频率 fT ： 时对应的频率,共基截止频率 f,共基电路的截止频率 f 高于共射电路的截止频率 f 共基放大电路电路

4、：宽频带放大电路,5.3 场效应管的高频等效模型,晶体管高频等效模型 混合模型,小结,h参数模型适于低频小信号,5.4 单管放大电路的频率响应,极间电容C ：低通电容,5.4.1 全频段频率响应,耦合电容C ：高通电容,中频段放大倍数（第二章）,空载时：,Ausm与频率无关,低频段放大倍数,下限频率：,时间常数 ：电容 C 乘以所在回路等效总电阻,一阶高通电路,低频段最大附加相移为+90，相位超前 附加相移：相对于中频段相位的变化量,高频段放大倍数,高频段最大附加相移 为-90， 相位滞后,共射电路的全频段频率响应,静态分析 画全频段模型 求中频放大倍数Ausm 分析低频、高频截止频率,写出A

5、us. 画波特图: 三要素,单管放大电路频率响应分析思路,5.4.2 单管共源放大电路的频率响应,5.4.3 放大电路的频率响应改善与增益带宽积,频率响应改善：,fL,fH,通频带：fbw = fH - fL,R或 C,直接耦合,R C,带宽与增益矛盾,增益带宽积,单管共射、共源电路的增益带宽积,选晶体管或场效应管 采用共基接法,5.5 多级放大电路的频率响应,多级放大电路,多个极间电容,多个低通串联,fH,多个耦合电容,多个高通串联,fL,5.5.1 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,例：两级放大电路，有相同的频率响应。其波特图为：,5.5.2 截止频率的估算 -

6、定量分析,下限频率 fL,舍去高次项,加修正系数,上限频率 fH,舍去高次项,加修正系数,结论：放大电路的级数越多，频带越窄,说明：在多级放大电路中 若某级下限频率远高于其它各级，则可认为它就是整个电路的下限频率 同理, 若某级上限频率远低于其它各级，则可认为它就是整个电路的上限频率,例 求多级共射电路的上, 下限频率与电压放大倍数,时间常数 等于电容C两端向外看的等效总电阻乘以C,解题思路：,例 求电路中的四个电容所确定的上、下限频率,在考虑某一电容对频率响应影响时，将其它电容作理想化处理：即耦合、旁路电容视作短路，极间电容视作开路,考虑C1,C2 、Ce 短路，C 开路,考虑C2,C1 、Ce 短路，C 开路,考虑Ce,C1 、C2 短路，C 开路,C1 C2 Ce ， fL fLe,考虑C,C1 、C2 、 Ce 短路,本章总结,多管放大电路频率响应 上、下限截止频率的定性与定量估算,本章作业,习题 5.3 5.8 5.10