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时间:2020-04-09
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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本章重点和考点:2、单管共射放大电路混合π模型等效电路图、频率响应的表达式及波特图绘制。1、晶体管、场效应管的混合π模型。本章讨论的问题:1.为什么要讨论频率响应?如何制定一个RC网络的频 率响应?如何画出频率响应曲线?2.晶体管与场效应管的h参数等效模型在高频下还适应吗? 为什么?3.什么是放大电路的通频带?哪些因素影响通频带?如何 确定放大电路的通频带?4.如果放大电路的频率响应,应该怎么办?
2、5.对于放大电路,通频带愈宽愈好吗?6.为什么集成运放的通频带很窄?有办法展宽吗?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。第五章一、高通电路+_+_CR图5.1.1(a)RC高通电路令:5.1.2 频率响应的基本概念fL称为下限截止频率第五章则有:放大电路的对数频率特性称为波特图。第五章对数幅频特性:实际幅频特性曲线:图5.
3、1.3(a)幅频特性当f≥fL(高频),当f4、特性:fH10fH-45º5.71º5.71º-45º/十倍频-90º0.1fH0f在高频段,低通电路产生0~90°的滞后相移。第五章小结(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。第五章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)混合模型第五章二、简化的混合模型通常情况下,rce远大于c5、--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)简化的混合模型第五章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5.2.2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)。第五章密勒定理: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6、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的混合模型第五章三、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频率fT和放大电路 的Q点求解。第五章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7、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。第五章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第五章对数幅频特性fTfOf20lg0-20dB/十倍频f0对数相频特性10f0.1f-45º-90º第五章1.共射截止频率f值下降到0.7070(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。几个频率的分析第五
4、特性:fH10fH-45º5.71º5.71º-45º/十倍频-90º0.1fH0f在高频段,低通电路产生0~90°的滞后相移。第五章小结(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。第五章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)混合模型第五章二、简化的混合模型通常情况下,rce远大于c
5、--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)简化的混合模型第五章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5.2.2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)。第五章密勒定理: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
6、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的混合模型第五章三、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频率fT和放大电路 的Q点求解。第五章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
7、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。第五章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第五章对数幅频特性fTfOf20lg0-20dB/十倍频f0对数相频特性10f0.1f-45º-90º第五章1.共射截止频率f值下降到0.7070(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。几个频率的分析第五
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