模电第5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5.1频率响应概述5.2晶体管的高频等效模型5.4单管放大电路的频率响应5.5多级放大电路的频率响应5.3场效应管的高频等效模型5.6集成运放的频率响应和频率补偿5.1频率响应概述5.1.1研究放大电路频率响应的必要性由于放大电路中存在电抗性元件及晶体管极间电容，所以电路的放大倍数为频率的函数，这种关系称为频率响应或频率特性。小信号等效模型只适用于低频信号的分析。本章将引入高频等效模型，并阐明放大电路的上限频率、下限频率和通频带的求解方法，以及频率响应的描述方法。一、高通电路+_+_CR图5.1.1（a)RC高

2、通电路令：5.1.2频率响应的基本概念fL称为下限截止频率则有：放大电路的对数频率特性称为波特图。对数幅频特性：实际幅频特性曲线：图5.1.3(a)幅频特性当f≥fL(高频)，当f

3、2RC低通电路图+_+_CR令：则：fH称为上限截止频率图5.1.3(b)低通电路的波特图对数幅频特性：0.1fHfH10fHf0-20-403dB-20dB/十倍频对数相频特性：fH10fH-45º5.71º5.71º-45º/十倍频-90º0.1fH0f在高频段，低通电路产生0~90°的滞后相移。小结（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间　　常数τ，即决定了fL和fH。（2）当信号频率等于fL或fH放大电路的增益下降3dB，且产生+450或-450相移。（3）近似分析中，可以用折线化的近似波特图　　表示放大电路的频率特性

4、。5.2.1晶体管的混合模型一、完整的混合模型图5.2.1晶体管结构示意图及混合模型5.2晶体管的高频等效模型(a)晶体管的结构示意图(b)混合模型二、简化的混合模型通常情况下，rce远大于c--e间所接的负载电阻，而rb/c也远大于Cμ的容抗，因而可认为rce和rb/c开路。(b)混合模型图5.2.2混合模型的简化(a)简化的混合模型Cμ跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。常将Cμ等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向化靠等效变换实现。图5.2.2简化混合模型的简化(b)单向化后的混合模型图5.2

5、.2简化混合模型的简化(C)忽略C／／μ的混合模型因为Cπ＞＞，且一般情况下。的容抗远大于集电极总负载电阻R／Ｌ，中的电流可忽略不计，得简化模型图（C）。密勒定理：用两个电容来等效Cμ。分别接在b、e和c、e两端。其中：电容值分别为：等效电容的求法图5.2.2简化混合模型的简化(b)单向化后的混合模型图5.2.2简化混合模型的简化(C)忽略C／／μ的混合模型三、混合模型的主要参数将混合模型和简化的h参数等效模型相比较，它们的电阻参数完全相同。Cμ可从手册中查得Cob，Cob与Cμ近似相等。Cπ数据可从手册中给定的特征

6、频率fT和放大电路　的Q点求解。5.2.2晶体管电流放大倍数β的频率响应当信号频率发生变化时，电流放大系数β不是常量，而是频率的函数。电流放大系数的定义：从混合π等效模型可以看出，管子工作在高频段时，若基极注入的交流电流Ib的幅值不变，则随着信号频率的升高，b/-e间的电压Ub/e的幅值将减小，相移将增大；从而使IC的幅值随Ub/e线性下降，并产生与Ub/e相同的相移。求共射接法交流短路电流放大系数ββ的对数幅频特性与对数相频特性对数幅频特性fTfOf20lg0-20dB/十倍频f0对数相频特性10f0.1f-45º-90

7、º1.共射截止频率f值下降到0.7070(即)时的频率。当f=f时，值下降到中频时的70%左右。或对数幅频特　　　　性下降了3dB。几个频率的分析2.特征频率fT值降为1时的频率。f>fT时，，三极管失去放大作用；f=fT时，由式得：3.共基截止频率f值下降为低频0时的0.707时的频率。f与f、fT之间关系：因为可得说明：所以：1.f比f高很多，等于f的(1+0)倍；2.f

8、之间存在极间电容，其高频等效模型如下图5.3.1场效应管的高频等效模型（a)一般情况下rgs和rds比外接电阻大得多，可认为是开路Cgd可进行等效变化，使电路单向化Cgd等效变化g-s之间的等效电容为d-s之间的等效电容