中南大学模电课件第3章.ppt

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1、3.2　RC电路的频率响应第3章放大电路的频率响应3.5放大电路的增益带宽积小结3.1　概述3.3　晶体管的高频等效模型3.4　共射放大电路的频率响应fOAum1.幅频特性和相频特性Au(f)—幅频特性(f)—相频特性0.707AumfOAufL—下限截止频率fH—上限截止频率2.频带宽度(带宽)fBW(BandWidth)fBW=fH-fLfH3.1概述fLfH3.2.1RC低通电路的频率响应3.2RC电路的频率响应1.频率特性的描述RC•••••令1/RC=H,τ=RC则fH=1/2RC•滞后••••fO

2、Au

3、10.707O–45–9

4、0fHf幅频特性相频特性滞后f<

5、Au

6、=0dBf=fH20lg

7、Au

8、=-20lg0.707=-3dBf>>fH20lg

9、Au

10、=-20lgf/fHRC••2.频率特性的波特图dB—分贝2.频率特性的波特图f/fH0•20lg

11、Au

12、/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH频率特性波特图•–90f0

13、Au

14、10.7070–45fHf–3dB–20dB/十倍频–45/十倍频•波特图的优点：能够扩大频率的表达范围，并使作图方法得到简化3.2.2RC高通电路的频率响应令1/RC=L则fL=1/

15、2RC超前f10fL20lg

16、Au

17、=0dBf=fL20lg

18、Au

19、=20lg0.707=-3dBf0.1fL20lg

20、Au

21、=-20lgf/fHRC••90fO

22、Au

23、10.707O45fLffL•f/fL0•20lg

24、Au

25、/dB–2004590–400.11101000.1110f/fL–3dB20dB/十倍频-45/十倍频频率特性的波特图频率特性波特图例：求已知一阶低通电路的上限截止频率。0.01F1k1k1//1k0.01F例：已知一阶高通电路的fL=300Hz，求电容C。500C2k戴维南定理等效3.3晶体管

26、的高频等效模型3.3.1晶体管的混合型的建立在低频和中频情况下，信号频率较低，晶体管的PN结极间电容的容抗很大，而结电容很小，两者并联时，可以忽略极间电容的作用；而在高频情况下，晶体管的极间电容的容抗变小，与其结电阻相比，影响就不能被忽略了。PN结结电容的影响：的影响：因值随频率升高而降低结论：高频下不能采用H参数等效电路晶体管结构示意图Ic混合型的建立根据半导体物理的分析，有：体现了三极管的放大作用反映了三极管的结构gm—跨导，与频率无关Icrc—集电区体电阻re—发射区体电阻rbb’—基区体电阻rc’b’—集电结结电阻rb’e’—发射结结电阻

27、Cb’c—集电结结电容Cb’e—发射结结电容rce—输出电阻Ic简化的结构示意图rb’c=rb’c’+rc≈rb’c’rb’e=rb’e’+re≈rb’e’rbeBerbbbcrbc晶体管的混合模型Cb’c=Cμ,Cb’e=CπrbeBerbbbcrbcCb’cCb’ercebCμCπ3.3.2简化混合模型rce>>RLrb’c>>XCμ将Cμ单向化：Cμ及C’μ、C’’μ中的电流相同rcerb’c晶体管的混合模型3.3.3混合模型的主要参数低频等效电路混合模型主要参数的计算依据：混合模型与h参数模型在低频时是等效的。混合模

28、型的主要参数：3.4共射放大电路的频率响应基本共射放大电路为了分析简化，这里只分析后一级放大电路，即在考虑耦合电容时，只考虑C的影响，信号源与放大电路为直接耦合。1.全频段小信号模型全频段交流等效电路2.中频段电压放大倍数中频段，C可视为短路，极间电容可视为开路。3.高频电压放大倍数C视为短路，仅考虑C’π的影响4.低频段电压放大倍数低频段：极间电容视为开路耦合电容C与电路中电阻串联容抗不能忽略5.完整的单管共射放大电路的频率特性将前面画出的单管共射放大电路频率特性的中频段、低频段和高频段画在同一张图上就得到了如图所示的完整的频率特性（波特）图。共射电路

29、完整波特图实际上，同时也可得出单管共射电路完整的电压放大倍数表达式，即由上图可看出，画单管共射放大电路的频率特性时，关键在于算出下限和上限截止频率fL和fH。下限截止频率取决于电容C所在回路的时间常数，由图可知：，其中，而同样，上限截止频率取决于高频时输入回路的时间常数；由图可知：，其中因此，只要能正确的画出低频段和高频段的交流等效电路，算出输入回路的时间常数和，则可以方便的画出放大电路的频率特性图。对数幅频特性：在到之间，是一条水平直线；在时，是一条斜率为+20dB/十倍频程的直线；在时，是一条斜率为+20dB/十倍频程的直线；在时，是一条斜率为-20

30、dB/十倍频程的直线。放大电路的通频带。相频特性：在时，；在时，；在时，；而在f