模电课件 第五章 放大电路的频率响应.ppt

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1、第五章放大电路的频率响应§5.1频率响应概述一、研究放大电路频率响应的必要性放大器的放大倍数Au是信号频率f的函数称为频率响应。7/17/2021模电课件幅频特性：输入信号幅度固定，输出信号幅度随频率变化的规律。相频特性：描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化的规律。频率响应（频率特性）产生频率响应的原因：1、放大电路中存在电抗性元件。如：耦合电容、旁路电容、分布电容等。2、三极管的是频率的函数（）。在中频范围，恒定。在宽的频率范围，是变化的。7/17/2021模电课件二、频率响应的基本概念1、低通电路——幅频特性——相频特性当f=fH时，，fH为上限频

2、率。7/17/2021模电课件7/17/2021模电课件2、高通电路（fL为下限频率）7/17/2021模电课件3、波特图在画频率特性曲线时采用对数坐标，称为波特图。波特图由对数幅频特性和对数相频特性两部分组成，它们的横轴采用对数刻度lgf，幅频特性纵轴采用表示，单位是分贝（dB）；相频特性纵轴仍用表示。高通电路的对数幅频特性为：当f>>fL时，当f=fL时，当f<

3、幅频特性中，以截止频率fL为拐点，由两段直线近似曲线；在相频特性中，用三段直线近似曲线，以10fL和0.1fL为两个拐点。★高通电路的波特图当f>>fL时，当f=fL时，当f<>fH时，，表明f每上升10倍，增益下降20dB，即对数幅频特性在此区间可等效成斜率为（-20dB/十倍频）的直线。★低通电路的波特图7/17/2021模电课件★结论（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数τ；（2

4、）当信号频率等于下限频率fL或上限频率fH时，放大电路的增益下降3dB，且产生+45°或-45°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。低通高通7/17/2021模电课件电路图电压放大倍数幅频特性（波特图）截止频率备注：一个电容，产生一个拐点，20dB/十倍频的斜率。7/17/2021模电课件一、晶体管的混合π模型1、完整的混合π模型rc和re分别是集电区和发射区的体电阻，数值比较小，常忽略不计。Cμ为集电结电容，Cπ为发射结电容。为集电结电阻，为基区体电阻，为发射结电阻，根据半导体物理的分析，与成线性关系，与频率无关。gm为跨导，是一

5、个常数，表明对的控制关系，§5.2晶体管的高频等效模型π模型晶体管结构示意图7/17/2021模电课件π模型2、简化的混合π模型通常情况下，rce远大于c-e间接的负载电阻，也远大于Cμ的容抗，因而可认为rce和开路。7/17/2021模电课件密勒定理：12N12NZZZ(a)原电路(b)等效变换后的电路7/17/2021模电课件2、简化的混合π模型将Cμ单向化：7/17/2021模电课件的容抗远大于集电极的总负载电阻，的电流可忽略不计。简化的混合π模型：7/17/2021模电课件3、混合π模型的主要参数二、晶体管电流放大倍数的频率响应从半导体器件手册中可以查得参

6、数Cob，与Cμ近似，计算时可用Cob代替Cμ。Cπ的数值可通过手册给出的特征频率fT和放大电路的静态工作点求解。是电路的电压放大倍数。f在高频时，若幅值保持不变f的幅值下降，相移增大的幅值下降，相移增大高频时，频率变化时与的关系是频率的函数也随着变化，电流放大系数不是常量，是频率的函数。7/17/2021模电课件1、电流放大系数的幅频特性和相频特性电流放大系数的定义：在c-e间无动态电压，即c-e间短路。的频率响应与低通电路相似，fβ为的截止频率，称为共射截止频率。7/17/2021模电课件2、的波特图fT---特征频率(P35)7/17/2021模电课件计算放大电

7、路的静态电流，总结7/17/2021模电课件3、共基截止频率fα可以根据前面推导的公式（5.2.1）（5.2.2）来求Cπ的值。7/17/2021模电课件§5.3场效应管的高频等效模型rgs和rds阻值很大，可认为开路。7/17/2021模电课件§5.4单管放大电路的频率响应一、单管共射放大电路的频率响应信号传输途径：在高频段：C可以忽略，在低频段：可以忽略，在中频段：，两个电容都可以忽略。耦合电容，大极间电容，小5.4.1单管共射放大电路的频率响应7/17/2021模电课件1、中频电压放大倍数7/17/2021模电课件2、低频电压放大倍数07/17