模拟电子技术第三章第七节幻灯片

1、3.7 放大电路的频率响应,引 言,1.在前面的讨论中，我们得出如下结论： 1）电压放大倍数为正值，即输出与输入同相； 2）电压放大倍数为负值，即输出与输入反相； 实际上，这种情况只发生在一定的频率范围内。 2.由于放大电路中存在着耦合电容、旁路电容、晶体管的结电容和电路的分布电容等，它们的容抗XC(=1/wc)随着频率的变化而变化，因此放大电路的某些性能指标与输入信号的频率有关。 3.当输入信号的频率太高或太低时，放大倍数的幅值和相位都将随输入信号的频率的变化而变化。也就是说，放大电路的电压放大倍数是频率的函数，这种函数关系叫做放大电路的“频率响应”或“频率特性”。,一般来说，放大倍数是复数

2、，可写为：= Avej = AV 。其中: AV 与频率的关系称为 幅频特性 与频率的关系称为 相频特性,3.7.1 RC电路的频率响应,1. RC低通电路的频率响应,如图所示无源串联电路，输出电压是电容C两端电压，是输入Vi经R和C分压后得到的，而这种分压关系将随输入信号频率的变化而变化。,由于只有在直流或频率很低时，输入信号才能顺利通过电路传输到输出端，所以这种RC电路叫做“低通电路”。,RC电路的电压增益函数（即传递函数）:,频率响应曲线描述（波特图）,幅频响应,为0分贝水平线,是一条斜率为 -20dB/十倍频程 的直线 与零分贝线在处相交,为斜率为-45/十倍频程的直线,频率响应曲线描

3、述（波特图）,通频带BW 和上限截止频率 fH,故将AVH下降到直流( f = 0,AV =1)时的0.707的频率称为低通电路的“上限截止频率”；而把从 f = 0（直流）到 f = fH的频率范围叫做低通电路的“通频带”。,RC低通电路的 幅频响应,2. RC高通电路的频率响应,如图所示无源串联电路，输出电压是电阻R2两端电压，是输入Vi经C2和R2分压后得到的，而这种分压关系将随输入信号频率的变化而变化。,由于在输入信号频率愈高时，输入信号愈能顺利通过电路传输到输出端，所以这种RC电路叫做“高通电路”。,增益的频率函数,RC电路的电压增益：,幅频响应,当ffL时，AVL0,当ffL时，A

4、VL 1,当ffL时，L90,当ffL时，L0,当f = fL时， L=45 ,当0.1 fL f 10fL时， L是斜率为- 45 /十倍频程的直线。,注意：将高频时的 AV=1下降到0.707时的f = fL 叫做 RC高通电路的下限截止频率。当f fL以后，输入信号就不能顺利通过电路; 故该电路的通频带是从fL ,通过以上分析可知：画电路波特图的关键是求出电路的上、下限截止频率 fH与fL。,-20dB/十倍频程,- 45 /十倍频程,增益的频率函数,高通电路与低通电路的波特图,在研究放大电路的频率时，在高频情况下，必须考虑BJT的结电容。集电极电流与基极电流不再成比例，也不同相，而是频

5、率的函数。BJT的H参数模型用于解决低频问题，已不再适用于高频情形，需要建立BJT的高频小信号模型。,3.7.2 BJT的高频小信号模型,密勒等效电路,时，,当,由上分析可知：,说明由结点1流出通过Z的电流 等于由结点1流出通过Z1 到达参考点0的电流 。,说明由结点2流出通过Z的电流I2 等于由结点2流出通过Z2 到达参考点0的电流 。,晶体管结构示意图 及混合模型,根据密勒定理，高频小信号等效电路可化简为：,BJT的频率参数的频率响应,BJT的频率参数用于描述管子对不同频率信号的放大能力。常用的频率参数有共射极截止频率与特征频率T等。,在信号频率不高时，我们把BJT的共射极电流放大系数看作

6、常数；但当信号频率较高时，实际上是频率的函数，而在直流或低频时的共射电流放大系数则是一个常数，用o表示。,sjb: Jgoigjhv l pl,sjb:,的波特图,3.7.3 共射放大电路的频率响应,利用混合型等效电路分析共射放大电路的频率响应,可以按低频段，中频段，高频段三部分分别进行，然后将三段的结果组合起来就得到电路的频率响应。,单管共射放大电路及其等效电路,1.共射极放大电路的中频响应,单管共射放大电路的中频等效电路,在中频区，XC = 1/wc，由于C的容量较大，则XC较小，可视为短路；而并联的结电容容量很小、容抗很大，可视为开路，。此电路不存在受频率影响的元件和参数，电压增益是个实

7、数，与信号频率无关，频率特性平坦。前面讲的微变等效电路及电路增益的计算均是指中频区的情况。,2.共射极放大电路的低频响应,在低频区，耦合电容C容量较大，不能再视为短路；而并联的结电容，容抗很大，仍可视为开路。可求出低频放大倍数；将输出回路变为戴维南等效电路形式，可求出下限截止频率。,（a）低频等效电路 (b)输出回路的等效电路,3. 共射极放大电路的高频响应,(a)高频等效电路 (b)输入回路的等效电路,在高频区，耦合电容C容量较大，可视为短路；而并联的结电容，不可视为开路。可求出高频放大倍数；将输入回路变为戴维南等效电路形式，可求出下限截止频率。,单管共射放大电路的波特图,将中低高频区分别画出的波特图综合起来就构成了共发射