模擬電子電路課件第8章

第八章放大器的頻率響應主要內(nèi)容8.1晶體管高頻參數(shù)和高頻等效電路BJT高頻混合Π模型MOS高頻混合Π模型8.2單極放大器的頻率響應頻率響應概論CS和CE放大器的頻率響應8.3多級放大器和寬帶放大器的頻率響應(1)基區(qū)電荷和擴散電容Cde(2)發(fā)射結(jié)結(jié)電容Cje:

發(fā)射結(jié)處在截止狀態(tài)時

發(fā)射結(jié)正向工作時(3)集電結(jié)結(jié)電容(4)高頻混合模型(如右圖8.1)其中8.1晶體管高頻參數(shù)和高頻等效電路

BJT截止頻率的推導通常已知β和Cμ，分析混合π模型進行推導，可確定Cπ的值混合π模型的使用條件8.1.2MOSFET內(nèi)部電容與高頻模型1.兩類基本的內(nèi)部電容：

柵極電容源-襯底、漏-襯底耗盡層電容。這兩類電容效應可以通過MOS模型中的4個電極之間增加電容來建模，這里共有5個電容：Cgs、Cgd、Cgb、Csb和Cdb

2.高頻MOSFET模型

當源極和襯底相連，模型變得相當簡單。Csb電容Cgb一般出現(xiàn)在截止區(qū)，故此處不予考慮3.MOSFET單位增益頻率fTfT越高，用做放大器使用時，放大器頻帶越寬，性能越好。又8.2單級放大器的頻率響應1．高頻增益函數(shù)放大電路增益的一般形式:2．一階RC電路頻率響應求解的關(guān)鍵是電路的（1）時間常數(shù)快速計算法當只有一個電抗元件和多個電阻時，可求出電抗元件兩端視入的等效電阻Req時間常數(shù)為ReqC或L/Req（2）一階低通RC電路的頻率響應傳輸函數(shù)為：令s=jw，并且定義則

其幅頻響應相頻響應一階RC低通電路頻率響應曲線（3）一階高通RC電路的頻率響應傳輸函數(shù)為：令s=jw，并且定義則

其幅頻響應相頻響應一階RC高通電路的頻率響應3.fH的確定對于主極點響應類型的放大電路，設(shè)

為主極點，則

若主極點不存在，可利用計算機進行仿真確定3dB頻率。4.開路時間常數(shù)法估算fH利用相關(guān)理論可以證明依次考慮高頻等效電路中的電容，考慮一個電容Ci作用時，其他電容和信號源設(shè)為零，求出從Ci看進去的等效電阻Rio。將所有的時間常數(shù)相加，得到開路時間常數(shù)b1，即利用b1，估算5.密勒定理

密勒定理是處理跨接在雙端口網(wǎng)絡輸入和輸出之間的阻抗時的一種將輸入和輸出之間的聯(lián)系分開的處理方法參數(shù)間的等效關(guān)系為6.短路時間常數(shù)法求fL

分開考慮每個電容，即假定其他電容相當于短路對每一電容求從其兩端看進去的總電阻，確定一個時間常數(shù)RipCi，該時間常數(shù)將引入一個低端轉(zhuǎn)折極點頻率

，引入的頻率響應因子為多個電容共同作用，引入的頻響因子為

當電路出現(xiàn)主極點情況時，即其中一個極點頻率

高于其他極點頻率4倍以上時，即可認為電路的

由該主極點確定，即

8.2.2MOSFET放大電路頻率響應

實際放大電路的完整頻率響應特性由3個頻段的工作特性共同構(gòu)成：中頻段、低頻段、高頻段。

增益帶寬積GB=|AM|?BW是放大器的一個重要指標，通常是一個常數(shù)。若提高增益，則犧牲帶寬。

（1）高頻響應

考慮高頻部分的頻率響應，可以用高頻模式來代替MOSFET。

R'L=ro∥RD∥RLCeq=(1+gmR'L)Cgd令Cin=Cgs+Ceq，R‘sig=Rsig∥RG，可得結(jié)論：①上限3dB頻率由Rsig和Cin共同決定，Rsig越大，fH越小。②Cin通常由Ceq決定，而Ceq和gmRL‘關(guān)系極大。（1+gmRL‘

）稱為倍增因子。減少中頻增益

，可以提高fH的值。（2）低頻響應

截止角頻率：合成的頻率響應函數(shù)：總的放大電路頻率響應函數(shù)：8.2.3BJT共射放大電路的頻率響應分析頻率響應曲線

由分立元件組成的共射放大電路，從頻率響應曲線圖中可以看出，其響應曲線分為3個頻段。1．中頻段放大電路的增益為2．高頻響應（高頻等效電路如下圖）

密勒定理3．低頻響應通過以上分析可以看出：（1）多