模电阎石第五版第五章放大电路的频率响应

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1、第五章放大电路的频率响应电子学教研室授课内容：5.1频率响应概述5.2晶体管的高频等效模型5.3单管放大电路的频率响应5.4多级放大电路的频率响应5.1频率响应概述5.1.2高通电路和低通电路5.1.3波特图5.1.1研究放大电路频率响应的必要性5.1.1研究放大电路频率响应的必要性（一）电路中的几种元件和频率的关系电容电感电阻在放大电路中，由于电抗元件，及半导体管极间电容的存在，当输入信号的频率过低或过高时，不但放大倍数的数值会减少，而且会产生相位移。这说明放大倍数是信号频率的函数，这种函数关系称为频率响应或频率特性．（二）频率响应定义频率特性是衡量放大电路对不同频率输

2、入信号适应能力的一项技术指标．通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。信号不是单一频率的，而是具有一定的频谱5.1.2频率响应的基本概念在放大电路中，由于耦合电容的存在，对信号构成了高通电路（如与负载电阻形成），即对于频率足够高的信号电容相当于短路，信号几乎毫无损失地通过；而信号频率低到一定程度，电容的容抗不可忽略，信号将在上面产生压降，从而导致放大倍数的数值减小且产生相移。由于半导体管极间电容的存在，对信号构成了低通电路（如与rbe），即对于频率足够低的信号电容相当于开路，对电路不产生影响；而信号频率高到一定程度，极间电容将分流，从而导致放大倍数的数值减小

3、且产生相移。则RC••5.1.2高通电路与低通电路一、高通电路设输入电压，输出电压电压放大倍数：u·A令回路的时间常数幅频特性相频特性电压放大倍数用幅值和相角表示：(1)(2)(3)f=fL称为下限截止频率，简称下限频率。二、低通电路回路的时间常数令则RC•••幅频特性相频特性电压放大倍数用幅值和相角表示：(1)(2)(3)f=fH称为上限截止频率，简称上限频率.三、放大电路的通频带放大电路的通频带：通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。（一）波特图简介5.1.3波特图为了在同一坐标系中表示如此宽的变化范围，在画频率特性曲线时常采用对数坐标，称为波特图。输

4、入信号频率范围：几赫～上百兆赫放大倍数范围：几倍～上百万倍波特图由两部分组成：对数幅频特性和对数相频特性。（2）对数相频特性坐标轴f1011021030j纵轴采用横轴采用j纵轴采用单位是分贝（dB）横轴采用基本单位是频率的十倍变化，故称“十倍频程”（1）对数幅频特性坐标轴f1011021030（二）波特图画法1.高通电路的波特图把电压放大倍数的幅值取对数得：(1)(2)(3)高通电路对数幅频特性可近似地用两条直线构成的折线来表示。交于f=fL这一点。最大误差3dB(1)(2)(3)高通电路对数相频特性可近似地用三条直线构成的折线来表示。在低频段产生超前的相位移，范围是：o

5、o90~02.低通电路的波特图把电压放大倍数的幅值取对数得：(3)(2)(1)低通电路对数幅频特性可近似地用两条直线构成的折线来表示。交于f=fH这一点。最大误差3dB(1)(2)(3)在高频段产生滞后的相位移，范围是：oo-90~0低通电路对数相频特性可近似地用三条直线构成的折线来表示。（三）波特图表示频率响应的优点1.可以拓宽视野，在较小的坐标范围内表示较宽频率范围的变化。3.将幅值的相乘转换成幅值的相加。体现在多级放大电路中，放大倍数是各级放大倍数的乘积，所以在画对数幅频特性时，只需将各级的对数增益相加即可。2.作图方便。可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率响

6、应。如果只需频率响应的粗略信息，那么以渐近直线来近似表示是足够的。5.2晶体管的高频等效模型5.2晶体管的高频等效模型5.2.1晶体管的混合模型5.2.2晶体管电流放大倍数的频率响应5.2.1晶体管的混合模型一、1、共射h参数等效模型回顾利用网络的h参数来表示输入、输出电压与电流的相互关系，得到共射h参数低频等效模型.受控电流源的引入：从晶体管的物理结构出发,考虑发射结和集电结电容的影响,就可以得到在高频信号作用下的物理模型,称为混合模型.其与h参数等效模型在低频信号作用下具有一致性。图5.2.1晶体管的结构示意图图5.2.1晶体管的结构示意图2、完整的混合模型prc--

7、-集电区体电阻rbb‘---基区的体电阻,通常几十欧~几百欧。---发射区体电阻reb'是假想的基区内的一个点。图5.2.1(b)混合模型p晶体管的受控电流与发射结电压成线性关系,且与信号频率无关.称为跨导,它是一个常数,表明对的控制关系根据半导体物理的分析，图5.2.1晶体管的结构示意图二、简化的混合模型p图5.2.1(b)混合模型p远大于c-e间所接的负载电阻,视为开路也远大于的容抗,因而可认为开路.图5.2.2(a)简化后的混合模型将等效在输入回路和输出回路,称为单向化.单向化是靠等效变换实现的.设折合到b’-e间的电容