模擬電子技術簡明教程(第三版)第3章課件

第3章放大電路的頻率響應教學內容§3.1頻率響應的一般概念§3.2三極管的頻率參數(shù)§3.3單管共射放大電路的頻率響應§3.4多級放大電路的頻率響應教學要求了解單管共射放大電路fL、fH與電路參數(shù)間的定性關系，熟悉波特圖的一般知識，以及多級放大電路與單管放大電路頻寬的定性關系。§3.1頻率響應的一般概念3.1.1頻率特性頻率響應（頻率特性）：放大電路對不同頻率信號的穩(wěn)態(tài)響應。

幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的幅值與頻率的函數(shù)關系。相頻特性：電壓放大倍數(shù)的相角與頻率的函數(shù)關系。3.1.2下限頻率、上限頻率和通頻帶下限頻率fL：當電壓放大倍數(shù)下降到0.707Au時，相應的低頻頻率。上限頻率fH：當電壓放大倍數(shù)下降到0.707Au時，相應的高頻頻率。通頻帶：上限頻率和下限頻率之間的頻率范圍稱為通頻帶BW。BW=fH－fL3.1.3頻率失真幅頻失真：幅頻特性偏離中頻值的現(xiàn)象。因放大電路對不同頻率成分信號的增益不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為幅度頻率失真，簡稱幅頻失真。相頻失真：相頻特性偏離中頻值的現(xiàn)象。放大電路對不同頻率成分信號的相移不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為相位頻率失真，簡稱相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。產(chǎn)生頻率失真的原因是:1.放大電路中存在電抗性元件。例如：耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等;2.三極管的()是頻率的函數(shù)。在研究頻率特性時，三極管的低頻小號模型不再適用，而要采用高頻小信號模型。3.1.4波特圖實際工程中常用的是波特圖（即對數(shù)頻率特性），其橫坐標為頻率f，幅頻特性的縱坐標，單位為分貝（dB);相頻特性的縱坐標是相角φ，不取對數(shù)。（2）低通電路:信號頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。

使輸出電壓幅值下降到70.7%，相位為±45o的信號頻率為截止頻率。（1）高通電路:信號頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。3.1.5高通電路和低通電路上限頻率2、低通電路§3.2三極管的頻率參數(shù)當20lgβ下降3dB時,頻率f稱為共射截止頻率當β=1時對應的頻率稱為特征頻率fT，且有fT≈β0f在低頻和中頻段，;頻率升高時，值隨之下降，β是f的函數(shù)。一、共射截止頻率fβ—值下降到0.707β0

時的頻率。二、特征頻率fT—值下降為1

時的頻率。

f=fT時，＝1，20lg=0

f>fT時，<1,三極管失去放大作用?？汕蟪觯篺T≈β0

f三、共基截止頻率fα—值下降到0.707α0

時的頻率?！?.3單管共射放大電路的頻率響應單管共射放大電路在低頻時耦合電容容抗大，不能忽略，隔直電容與放大電路的輸入電阻構成一個RC高通電路；高頻時，極間電容并聯(lián)在電路中，構成一個RC低通電路，產(chǎn)生0~-90°滯后的相移。3.3.1三極管的混合π型等效模型

gm為跨導，它不隨信號頻率的變化而變。阻值小阻值大連接了輸入回路和輸出回路1.混合π模型等效變換后電流不變2.混合π模型的單向化（使信號單向傳遞）

對于如圖所示的共射放大電路，下面分低、中、高三個頻段加以研究。3.3.2阻容耦合單管共射放大電路的頻率響應共射放大電路1.中頻段所有的電容均可忽略。可用前面講的h參數(shù)等效電路分析。中頻電壓放大倍數(shù)：該電路有一個RC電路高通環(huán)節(jié)。其中Ri=Rb//rbe上下同除（Rs+Ri)有下限頻率：可推出低頻電壓放大倍數(shù)：因此，低頻時間常數(shù)為：fL越小，放大電路的低頻響應越好。3.高頻段

在高頻段，耦合電容C1、C2可以可視為短路，三極管的極間電容不能忽略。這時要用混合π等效電路，用“密勒定理”將集電結電容單向化,并忽略C’’可簡化為下圖。將b’e左邊部分用戴維南定理等效，電路變?yōu)椋涸撾娐酚幸粋€RC電路低通環(huán)節(jié)上下同乘jωC’高頻時間常數(shù)為：有上限頻率：可推出高頻電壓放大倍數(shù)：C’↓→fH↑,∴選極間電容小的三極管4.完整的波特圖對數(shù)幅頻特性：中頻區(qū)：從fL到fH作一條高度為20lg|Ausm|的水平直線。低頻區(qū)：從fL開始，向左下方作一條斜率為20dB/十倍頻的直線。高頻區(qū)：從fH開始，向右下方作一條斜率為-20dB/十倍頻的直線。中頻區(qū)：從10fL到0.1fH作一條φ=-180°的水平直線。高頻區(qū)：f>10fH時，φ=-270°；

f=fH時，φ=-225°；0.1fH<f<10fH時，作一條斜率為-45°/十倍頻的水平直線。低頻區(qū)：f<0.1fL時，φ=-90°；

f=fL時，φ=-135°；0.1fL<f<10fL時，作一條斜率為-45°/十倍頻的水平直線。對數(shù)相頻特性：5.增益帶寬積增益帶寬積是指中頻電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積。如欲得到一個通頻帶既寬，電壓放大倍數(shù)又高的放大電路，首要的問題是選用rbb’和Cb’c均小的高頻三極管。由上式可看出，三極管確定后，增益帶寬積即確定了。因此，當電壓放大倍數(shù)增大時，通頻帶則會變窄。3.3.3直接耦合單管共射放大電路的頻率響應在集成放大電路中，一般采用直接耦合的方式。其下限頻率fL=0,低頻段的頻率響應好?！?.4多級放大電路的頻率響應已知多級放大電路總的電壓放大倍數(shù)是各級的乘積。其對