模拟集成电路基础三-5.ppt

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1、第5章放大电路的频率响应5.1频率响应的基本概念复习PN结电容势垒电容CB当外加电压不同时，耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少，与电容的充放电过程相同。耗尽层宽窄变化所等效的电容为势垒电容。扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在P区内紧靠PN结的附近，形成一定的多子浓度梯度分布曲线。PN结电容注意：势垒电容和扩散电容均是非线性电容,并同时存在。外加电压变化缓慢时可以忽略，但是变化较快时不容忽略。扩散电容CD外加电压

2、不同情况下，P、N区少子浓度的分布将发生变化，扩散区内电荷的积累与释放过程与电容充放电过程相同，这种电容等效为扩散电容。-180°-90°-270°fLfh0.707AUAUA(jf)f(jf)f频率响应的基本概念CE接法基本放大电路低频截频高频截频=arg[A(jf)]-180°-90°-270°fLfh0.707AUAUA(jf)f(jf)f频率响应的基本概念(续）中频段：AU=常数低频段高频段AU下降中频段：相位差=常数低频段高频段改变这种描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律称为幅频特性。用∣A(jf)∣

3、或∣A（j)∣表示这种描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化而变化的规律称为相频特性。用（）幅度频率失真：幅频特性偏离中频值的现象相位频率失真：相频特性偏离中频值的现象频率响应的定义频率响应就是放大电路对输入正弦信号的稳态响应。反映了放大器对不同频率信号的放大能力。记作A(j)或A(jf)。频率响应特性幅度频率特性：∣A(j)∣或∣A(jf)∣相位频率特性：()或(f)中频增益—中间频率段的增益频带宽度BW=fh-flfh、fl—增益下降到中频增益的0.707倍（即3dB处）所对应的频率。频率响应的基本概念(续）

4、频率失真产生频率失真的原因（1）放大电路中存在电抗性元件例如：耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等。影响低频增益—主要是耦合电容和旁路电容影响高频增益—晶体管的结电容及引线等杂散电容（2）三极管的()是频率的函数在研究频率特性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。频率响应的基本概念(续）线性系统的分析：时域拉氏逆变换自变量：t自变量：s=+j传输函数定义：非标准式标准式5.2频率响应的分析方法拉氏变换复频域线性系统：其中：z1、z2、…、zm—零点p1、p2、…、pn—极点系统稳定的条件：所

5、有零、极点均分布在左半平面传输函数的计算Uo(s)=RR+1/(sC)=RsCRsC+1=ss+1/RCRC高通电路传递函数有一个零点z1=0和一个极点p1=-1/RCjz1=0p1=-1/RC零点—极点图分析频率响应时，令s=jUi(s)H(s)=Uo(s)Ui(s)=ss-p1Au(j)=Uo(j)Ui(j)=jj-p1—频率响应特性频率响应的分析方法（续）╳频率响应的波特图采用对数坐标来描述幅频特性和相频特性的图形表示方法。线性坐标系中：纵坐标是放大增益，采用对数单位；横坐标频率采用对数单位，但以频率标识。（习惯）

6、波特图的近似描绘—渐近线描绘1.幅频特性的渐近线描绘典型传递函数：首先将传递函数写成作图的形式有两个零点和三个极点A=A11/(234)幅频特性：频率响应的分析方法（续）幅频特性用dB表示：(1)一阶零点幅频特性的渐近线波特图绘制1010010001=10(1)一阶零点幅频特性的渐近线（续）当<<1时，

7、A(jω)

8、≈20lg1=0dB当>>1时，

9、A(jω)

10、=20lg(/1)当=1时，

11、A(jω)

12、=3dB20dB/dec0.1111011010010001=1020dB/dec-20dB/dec

13、0.111101(2)一阶极点幅频特性的渐近线当<<1时，y≈20lg1=0dB当>>1时，y=-20lg(/1)当=1时，y=-3dB渐近线描绘方法当≤1时，作0水平线；当≥1时，作20dB/十倍频的斜线。一阶零点一阶极点(3)一阶零点幅频特性的渐近线20dB/dec-20dB/dec0.1110是一条通过=1，斜率为20dB/十倍频的斜线。(4)一阶极点幅频特性的渐近线是一条通过=1，斜率为-20dB/十倍频的斜线。小结：将零点与极点的影响累加起来，即可得到总的幅频特性。经过一个零点，斜率增加20dB

14、/十倍频；经过一个极点，斜率减小20dB/十倍频。0.111101()分析：当<<1时，()=0°当=1时，()=45°当>>1时，()=90