放大电路的频率特性

《放大电路的频率特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章放大电路的频率特性在放大电路的通频带中给出了频率特性的概念---幅度频率特性相位频率特性幅频特性是描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。即∣∣=∣∣=相频特性是描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化而变化的规律。即这些统称放大电路的频率响应。幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真;相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。放大电路的幅频特性和相频特性，也称为频率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。

2、幅频失真和相频失真是线性失真。产生频率失真的原因是:1.放大电路中存在电抗性元件，例如耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等;2.三极管的()是频率的函数。在研究频率特性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。这些统称放大电路的频率响应。幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真;相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。5.1RC电路的频率响应5.2双极型三极管的高频小信号模型5.3共发射极接法放大电路的频率特性5.4场效应三极管的高频小信号模型5.1RC电路的频率响应5.1.1RC低通电路5.1.2RC高通电路5.1.1RC低通电路RC低通电路如图05.0

3、1所示:图05.01RC低通电路其电压放大倍数(传递函数)为由以上公式可做出如图05.02所示的RC低通电路的近似频率特性曲线：图05.02RC低通电路的频率特性曲线幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标,称为上限截止频率。当时，幅频特性将以十倍频20dB的斜率下降，或写成:-20dB/dec。在处的误差最大，有－3dB。当时，相频特性将滞后45°，并具有-45/dec的斜率。在0.1和10处与实际的相频特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。5.1.2RC高通电路其电压放大倍数为：式中下限截止频率、模和相

4、角分别为RC高通电路如图05.03所示。由此可做出如图05.04所示的RC高通电路的近似频率特性曲线。图05.04RC高通电路的近似频率特性曲线5.2双极型三极管的高频小信号模型5.2.1.混合π型高频小信号模型5.2.2电流放大系数β的频响5.2.1混合π型高频小信号模型混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的，三极管的物理结构如图05.05所示。rb'e---re归算到基极回路的电阻---发射结电容，也用C这一符号---集电结电阻---集电结电容，也用C这一符号rbb'---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。图05.05双极型三极管物理模型（1）物理模型---发射

5、结电阻re根据这一物理模型可以画出混合π型高频小信号模型，如图05.06所示。图05.06高频混合π型小信号模型电路这一模型中用代替，这是因为β本身就与频率有关，而gm与频率无关。推导如下:（2）用代替由此可见gm是与频率无关的0和rb’e的比，因此gm与频率无关。若IE=1mA，gm=1mA/26mV≈38mS。gm称为跨导，还可写成β0反映了三极管内部，对流经rb'e的电流的放大作用。是真正具有电流放大作用的部分，β0即低频时的β。而在π型小信号模型中，因存在Cb’c和rb’c,对求解不便，可通过单向化处理加以变换。首先因rb’c很大，可以忽略，只剩下Cb’c。可以用输入侧的C’和输

6、出侧的C’’两个电容去分别代替Cb’c，但要求变换前后应保证相关电流不变，如图05.07所示。（3）单向化图05.07高频混合π型小信号电路输入侧图05.07高频混合π型小信号电路输出侧所以由于C"<

7、5.10图所示。图05.10三极管β的幅频特性和相频特性曲线当β=1时对应的频率称为特征频率fT，且有fT≈β0f当20lgβ下降3dB时,频率f称为共发射极接法的截止频率fT≈β0f可由下式推出当f=fT时,有因fT>>f,所以,fT≈β0f5.3共发射极接法放大电路的频率特性5.3.1全频段小信号模型5.3.2高频段小信号微变等效电路5.3.3低频段小信号微变等效电路5.3.1全频段小信号模型对