放大電路的頻率響應(yīng)

第五章放大電路的頻率響應(yīng)§5.1頻率響應(yīng)的有關(guān)概念§5.2晶體管的高頻等效電路§5.3放大電路的頻率響應(yīng)作業(yè)

5.15.25.45.105.135學(xué)時(shí)§5.1頻率響應(yīng)的有關(guān)概念一、本章要研究的問題二、高通電路和低通電路三、放大電路的頻率概念本節(jié)知識點(diǎn)要求：理解并掌握研究電路的頻率響應(yīng)問題實(shí)質(zhì)；理解并建立高通和低通的概念；掌握放大電路中的頻率描述方法（波特圖）一、研究的問題信號頻率對放大倍數(shù)的影響

由于放大電路中耦合電容、旁路電容、半導(dǎo)體器件極間電容的存在，使放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)。

在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，應(yīng)滿足信號頻率的范圍要求---通頻帶。由于電抗元件的作用，不同頻率的正弦波信號通過放大電路時(shí)，幅度放大的倍數(shù)并不相同，相位也會(huì)產(chǎn)生變化放大電路的頻率響應(yīng)概念:增益的幅值和相角都是頻率的函數(shù)：幅度頻率特性相位頻率特性二、高通電路和低通電路信號頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓i1.高通電路

用相量法RC電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)：高通電路的頻率響應(yīng)：RC高通電路幅度頻率特性fLf-3dB0.1fL10fL-20dB20dB/10倍頻RC高通電路相位頻率特性f0.1fLfL10fL-45o/10倍頻率45o90oju超前RC相位頻率特性f0.1fLfL10fL-45o/10倍頻率45o90oju超前fL-3dB0.1fL10fL-20dB20dB/10倍頻幅度頻率特性高通輸出電壓幅值下降到輸入70.7%的信號頻率稱為3dB轉(zhuǎn)折點(diǎn)頻率(截止頻率),由電路元件決定2.低通電路i信號頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓低通電路的頻率響應(yīng)電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)：RCRC低通電路幅度頻率特性fHf-3dB0.1fH10fH-20dB-20dB/10倍頻RC低通電路相位頻率特性f0.1fHfH10fH-45o/10倍頻率-45o-90oju滯后RC幅度頻率特性fHf-3dB0.1fH10fH-20dB-20dB/10倍頻低通相位頻率特性f0.1fHfH10fH-45o/10倍頻率-45o-90oju滯后輸出電壓幅值下降到輸入70.7%的信號頻率稱為3dB轉(zhuǎn)折點(diǎn)頻率(截止頻率),由電路元件決定波特圖頻率用對數(shù)坐標(biāo)，幅度用分貝幅頻特性用波特圖后將級聯(lián)放大器增益的“乘/除”運(yùn)算變?yōu)榱恕凹?減”運(yùn)算！帶外衰減特性暗含了“濾波”特性的階數(shù)N:

(20*N)db/十倍頻程fHf-3dB0.1fH10fH-20dB-20dB/10倍頻f0.1fHfH10fH-45o/10倍頻率-45o-90oju

波特圖橫坐標(biāo)f用對數(shù)坐標(biāo)縱坐標(biāo)幅度用(db),相位不取對數(shù).

低通電路RCfLf-3dB0.1fL10fL-20dB20dB/10倍頻f0.1fLfL10fL-45o/10倍頻率45o90oju

波特圖

高通電路RC橫坐標(biāo)f用對數(shù)坐標(biāo)縱坐標(biāo)幅度用(db),相位不取對數(shù).以單級共E放大器為例說明C1

、C2

、CE

F量級，稱為大電容Cb′e

、Cb′c

pF量級，稱為小電容三、放大電路頻率特性概念信號頻率越高，晶體管極間小電容容抗減小，信號損失，放大能力下降信號頻率越低，大電容

容抗增大，信號損失，放大能力下降小電容不影響低頻大電容不影響高頻低通電路下限頻率高通電路上限頻率§5.2晶體管的高頻等效電路

--考慮結(jié)電容的影響一、混合π模型二、電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)三、晶體管的頻率參數(shù)本節(jié)知識點(diǎn)要求：了解晶體管的混合π模型等效，

理解電路的頻率響應(yīng)特性的產(chǎn)生

實(shí)質(zhì)；理解晶體管的頻率參數(shù)。1.模型的建立：gm為跨導(dǎo)，它不隨信號頻率的變化而變一、晶體管混合π模型低頻模型阻值大形狀像Π高頻模型2.混合π模型的單向化（簡化電路分析）二.電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)1.交流的表達(dá)式為什么短路？2.

電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線采用對數(shù)坐標(biāo)系，橫軸為lg

f，可開闊視野；縱軸為單位為“分貝”（dB）3.

電流放大倍數(shù)的波特圖:采用對數(shù)坐標(biāo)系lg

f注意折線化曲線的誤差－20dB/十倍頻折線化近似畫法三、晶體管的頻率參數(shù)共射截止頻率共基截止頻率特征頻率集電結(jié)電容手冊查得場效應(yīng)管的高頻等效電路

P230利用以上分析,下面可以得到放大器：

①

低頻段和高頻段增益表達(dá)式；

②

截止頻率與時(shí)間常數(shù)的關(guān)系；

③

波特圖及其折線畫法；

④全頻段增益的表達(dá)式；討論一放大電路的放大倍數(shù)分別為1、10、102、103、104、105，它們的增益(取對數(shù))分別為多少？lgf101021031041051062.頻率采用對數(shù)坐標(biāo)

:討論二求晶體管高頻等效模型的各個(gè)參數(shù)§5.3

放大電路的頻率響應(yīng)一、單管共射放大電路的頻率響應(yīng)二、多級放大電路的頻率響應(yīng)本節(jié)知識點(diǎn)要求：了解簡單晶體管放大電路的

頻率響應(yīng)的分析方法。一、單管共射放大

電路的頻率響應(yīng)全頻段交流等效電路中頻段：C短路，開路低頻段：考慮C的影響，開路高頻段：考慮的影響，C短路帶載時(shí)：空載時(shí)：1.中頻電壓放大倍數(shù)2.低頻電壓

放大倍數(shù)

(定性分析)Ui.Uoo.Uo.CRLsURs定量分析Ui.Uoo.Uo.CRLsURsC所在回路的時(shí)間常數(shù)Ui.Uoo.Uo.CRLsURs中頻段20dB/十倍頻3.高頻電壓放大倍數(shù)4.電壓放大倍數(shù)的波特圖全頻段增益表達(dá)式5.增益帶寬積：提高增益，帶寬變窄；增益降低，帶寬將變寬若rbe<<Rb、Rs<<Rb、可以證明圖示電路的決定于管參數(shù)增益提高，帶寬變窄。要制作寬頻帶放大電路需用高頻管，必要時(shí)需采用共基電路約為常量二、多級放大電路的頻率響應(yīng)討論：一個(gè)兩級放大電路,每一級（已考慮了它們的相互影響）的幅頻特性相同，如圖所示：6dB3dBfLfH≈0.643fH1fL

>fL1，fH

<fH1，頻帶變窄！2.多級放大電路的頻率響應(yīng)與各級的關(guān)系n級放大電路，對整個(gè)電路的fL、

fH

有：考慮2個(gè)電容的單管共射放大電路的頻率響應(yīng)全頻段增益表達(dá)式考慮多個(gè)電容時(shí)間常數(shù)分析截止頻率C2、Ce短路，開路，求出C1、Ce短路，開路，求出C1、C2短路，開路，求出三個(gè)大電容決定

fL

三個(gè)電容相同時(shí),fLe

更大C1、C2、Ce

短路，求出PN

結(jié)的小電容決定

fH

下限截止頻率為0，直接耦合電路；

討論一放大電路幅頻特性如圖：在高頻段幅頻特性為-60dB/十倍頻，所以電路為三級放大電路；

什么耦合方式？幾級放大電路？f＝104Hz

時(shí)，f＝105Hz時(shí)，附加相移為多少？φ＝-135oφ≈-270o

哪一個(gè)電容