集成电子技术基础教程 第三篇第一章(7)

1、第一章 放大电路的动态和频响分析,集成电子技术基础教程,第三篇 模拟电路和系统,3.1.3 放大电路的动态分析(要点),多级放大电路的级间耦合(要点),阻容耦合,优点：电路简单，静态计算独立缺点：低频响应差,直接耦合,优点：低频特性好 缺点：各级间静态工作点相互 影响，有零点漂移问题,变压器耦合,优点：静态工作点独立，能实现阻抗变换 缺点：频率特性差，笨重,放大倍数：后一级电路的输入电阻应作为前一级电路的负载,输入电阻：第一级为CC电路时，须考虑第二级输入电阻的影响,输出电阻：末级为CC电路时，应考虑末前级输出电阻的影响,多级放大电路的计算(要点),3.1.4 放大电路的频响分析,RC电路的频

2、率特性(要点),RC高通电路的幅频特性,+20dB/+倍频程,-20dB/+倍频程,-45 0 / +倍频程,RC高通电路的相频特性,RC低通电路的幅频特性,-20dB/+倍频程,RC低通电路的相频特性,-45 0 / +倍频程,发射结正偏，结电容由扩散电容决定(100 pF左右)；集电结反偏，结电容由势垒电容决定(几pF)。,BJT的物理模型,3.1.4 放大电路的频响分析,BJT的高频小信号模型,混合模型,高频等效模型,简化模型,全频段等效电路,C通常为10100F，Ci通常为10100pF,FET的高频小信号模型,放大电路的分频段分析,分频段分析法,中频段： C容抗很小,交流短路； Ci

3、容抗很大,交流开路。,低频段： C容抗增大,不能忽略； Ci容抗更大,交流开路。,高频段： C容抗更小,交流短路； Ci容抗减小,不能忽略。,全频段等效电路,中频段电压放大倍数,与以前所求的低频（实为音频）电压放大倍数是一致的,低频段电压放大倍数,则,设,则,高频段电压放大倍数,设,共射放大电路的全频段电压放大倍数的表达式：,在中频段，因fH f fL，上式近似为,多级放大电路电压放大倍数的频率响应表达式：,低频转折频率和高频转折频率的个数由放大电路中的电容个数所决定，其数值则与电容所在回路的时间常数相关。,在低频段，因ffH，上式近似为,在高频段，因f fL，上式近似为,横坐标采用对数频率刻

4、度 对数幅频特性曲线纵坐标用分贝表示 对数相频特性曲线纵坐标表示相角,好处： 可以把很宽的频率变化范围压缩在较窄的频率坐标以内 增益的乘、除运算变成了坐标的加、减运算 可以采用渐近折线来代替绘制十分麻烦的频率特性曲线,频率响应的波特图(BODE)图表示,频率特性表达式：,对数幅频特性表达式：,最大误差在ffL处(误差3dB),最大误差在f0.1fL处(误差+5.71) 及在f = 10fL处(误差为-5.71),低频段波特图的绘制,频率特性表达式：,对数幅频特性表达式：,最大误差在ffH处(误差3dB),最大误差在f0.1fH处(误差+5.71) 及在f=10 fH处(误差为-5.71),高频

5、段波特图的绘制,【例3.1.4】已知一放大电路的频率响应为 分别写出其对数幅频特性和相频特性的表达式，并画出相应的波特图。,解：其对数幅频特性表达式为：,其对数相频特性表达式为：,上限频率,下限频率,带 宽,【例3.1.5】已知一多级放大电路的频率响应为 试画出它的波特图，并求出它的上限频率fH。,上限频率为： fH 7.43105Hz,上限频率就是放大电路高频段电压放大倍数下降到中频段电压放大倍数的0.707倍（-3dB）对应的频率。,解：,放大电路的频率失真,共射放大电路的低频响应,共射放大电路的高频响应,3.1.5 放大电路的计算机辅助分析举例,【例3.1.6】多级放大电路如图所示，vi

6、为5mv(幅值)的正弦交流电压，设晶体管Q2N3904的模型参数为=132，试用PSPICE程序仿真分析下列项目： (1) 研究放大电路各点的波形，及输入输出电压的相位关系； (2) 电压增益的幅频特性和相频特性； (3) 当频率从10Hz变化到100MHz时，绘制输入阻抗的幅频特性； (4) 当频率从10Hz变化到100MHz时，绘制输出阻抗的幅频特性； (5) 现有一个100F的电容，替换电路中的哪个电容可以明显地改善电路的低频特性？,解：,下限频率fL为744Hz，上限频率fH为10MHz；中频段的电压放大倍数为128.8，即42.2dB。,中频段时输出电阻为22,为什么耦合电容C1、C2等常取十几或几十微