第三章放大器基礎(chǔ)3

RC低通電路的頻率響應(yīng)（電路理論中的穩(wěn)態(tài)分析）RC電路的電壓增益（傳遞函數(shù)）：則且令又電壓增益的幅值（模）（幅頻響應(yīng)）電壓增益的相角（相頻響應(yīng)）①增益頻率函數(shù)3.10放大器的頻率響應(yīng)

研究放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)（主要是增益）隨信號(hào)頻率變化時(shí)的響應(yīng)。最大誤差-3dB②頻率響應(yīng)曲線描述幅頻響應(yīng)0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線相頻響應(yīng)表示輸出與輸入的相位差高頻時(shí)，輸出滯后輸入因?yàn)樗?.10放大器的頻率響應(yīng)3.10放大器的頻率響應(yīng)RC高通電路的頻率響應(yīng)RC電路的電壓增益：幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)輸出超前輸入綜上所述，可歸納：（1）轉(zhuǎn)折頻率fH和fL是頻率響應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)。fH和fL是幅頻響應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；0.1fH和10fH

、0.1fL和10fL是相頻響應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。（2）fH和fL都是對(duì)應(yīng)的回路時(shí)間常數(shù)τ＝RC成反比的。3.10放大器的頻率響應(yīng)becrb'c

NNPrb'eCb'cCb'eb'rcerbb'Cbe

：不恒定，與工作狀態(tài)有關(guān)Cbc

：幾pF，限制著放大器頻帶的展寬晶體管物理模型3.10放大器的頻率響應(yīng)rb'erceb'Cb'eCb'crb'crbb'berb'crb'ecb'ccb'eb'rcec晶體管混合π型等效電路3.10放大器的頻率響應(yīng)3.10放大器的頻率響應(yīng)rbb‘

基區(qū)體電阻一般為

50~300Ω，由手冊(cè)給定rb'e

發(fā)射結(jié)電阻Cb'e

發(fā)射結(jié)電容小功率管約為幾十~幾百pfrb‘c

集電結(jié)電阻其值100K~10M

Ω

，通常視為開路Cb‘c

集電結(jié)電容小功率管約為2~10pf由手冊(cè)給定3.10放大器的頻率響應(yīng)受控電流源稱為互導(dǎo),單位Sgm

跨導(dǎo)

不隨信號(hào)頻率的變化而變。3.10放大器的頻率響應(yīng)rce

受控源內(nèi)阻較大，約為

100kΩ同中頻等效模型一樣，只在小信號(hào)條件下適用在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，rb'c很大，與Cb'c并聯(lián)時(shí)可以忽略，rce與負(fù)載RL并聯(lián)時(shí)，一般RL<<rce,也可略去。這樣可得到簡(jiǎn)化的高頻等效電路3.10放大器的頻率響應(yīng)b'rb'erbb'Cb'e模型可以用于分析高頻信號(hào)，分析低頻信號(hào)時(shí)仍可用此模型，此時(shí)Cb'c,

Cb'e可視為開路Cb'cb'rb'erbb'簡(jiǎn)化的高頻等效電路低頻等效電路rbeecbb'rb'erbb'bec3.10放大器的頻率響應(yīng)用來(lái)描述管子對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力1、共發(fā)射極截止頻率fβb'rb'erbb'ebc

是指在UCE一定的條件下,在交流等效電路中將CE間交流短路晶體管的頻率參數(shù)3.10放大器的頻率響應(yīng)(與頻率無(wú)關(guān))3.10放大器的頻率響應(yīng)

fβ稱為晶體管的共發(fā)射極截止頻率3.10放大器的頻率響應(yīng)同理可以推導(dǎo)出其中，fα稱為晶體管的共基極截止頻率并有

fα

=(1+β)fβ2、共基極截止頻率fα3.10放大器的頻率響應(yīng)定義:當(dāng)

下降到”1”所對(duì)應(yīng)的頻率定義為特征頻率,即3、特征頻率fT3.10放大器的頻率響應(yīng)例：若晶體管的β0=100，fT=300MHz，求fα、

fβ

fT

=β0

fβ3.10放大器的頻率響應(yīng)預(yù)備知識(shí)（假定C1很大，C2很?。┲蓄l區(qū)高頻區(qū)低頻區(qū)3.10放大器的頻率響應(yīng)3.10.2頻率響應(yīng)的求解+VCCRCC1C2VoRL++RB1RB2RSVS?C1、C2

可視為短路極間電容可視為開路3.10.3頻率響應(yīng)中頻特性的求解中頻特性+VCCRCC1C2VRL++RB1RB2RSUS?極間電容視為開路耦合電容C1、C2與電路中電阻串聯(lián)容抗不能忽略3.10.4頻率響應(yīng)低頻特性的求解低頻特性（暫不考慮CE的影響）

阻容耦合放大器低頻模型（暫不考慮CE的影響）輸出回路是一個(gè)一階RC高通電路，當(dāng)頻率下降，有

-(低頻區(qū)增益模值)

引入的下限角頻率)

(由C21.C2的影響低頻特性3.10.4頻率響應(yīng)低頻特性的求解2.輸入耦合電容的影響3.射極旁路電容的影響4.由三個(gè)電容引入的總的下限角頻率(Hz)低頻特性3.10.4頻率響應(yīng)低頻特性的求解?????????RB>>rbe??低頻特性的求解3.10.4頻率響應(yīng)低頻特性的求解結(jié)論:頻率降低,Aus

隨之減小,輸出比輸入電壓相位超前。|Au(jω)|0.707|AuIs||AuIs|＋45°0ωωL＋45°0ωωL＋90°(a)(b)阻容耦合放大器C1、C2及CE引入的低頻響應(yīng)低頻特性3.10.4頻率響應(yīng)低頻特性的求解負(fù)載電容CL對(duì)高頻區(qū)頻率響應(yīng)的影響

的模值為上限角頻率加共集電路隔離有利于提高3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解利用密勒等效簡(jiǎn)化模型(C1，C2

視為短路)3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解結(jié)電容對(duì)高頻區(qū)頻率響應(yīng)的影響

密勒定理3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解結(jié)電容對(duì)高頻區(qū)頻率響應(yīng)的影響

3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解結(jié)電容對(duì)高頻區(qū)頻率響應(yīng)的影響

3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解結(jié)電容對(duì)高頻區(qū)頻率響應(yīng)的影響

3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解附加相移結(jié)論：頻率升高，Au

減小輸出相位滯后3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解高頻響應(yīng)頻率特性的波特圖表示3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解3.10.6共集放大器及共基放大器的高頻響應(yīng)計(jì)算管子極間電容與負(fù)載電容影響在內(nèi)的總的上限角頻率(為輸出回路時(shí)常數(shù)倒數(shù))3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解6、結(jié)果討論通過(guò)以上分析，為我們?cè)O(shè)計(jì)寬帶放大器提供了依據(jù)。1.選擇晶體管的依據(jù)2.關(guān)于信號(hào)源內(nèi)阻Rs3.關(guān)于集電極負(fù)載電阻RC的選擇原則4.關(guān)于負(fù)載電容CLBJT一旦確定，帶寬增益積基本為常數(shù)(常數(shù))增益帶寬積G

BW=3.10.5頻率響應(yīng)高頻特性的求解

將前面畫出的單管共射放大電路頻率特性的中頻段、低頻段和高頻段畫在同一張圖上就得到了如圖所示的完整的頻率特性（波特）圖。共射電路完整波特圖

實(shí)際上，同時(shí)也可得出單管共射電路完整的電壓放大倍數(shù)表達(dá)式，即:3.10.6完整的單管共射放大電路的頻率特性f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-135°-90°（1）通頻帶：（2）帶寬-增益積：│fbw×AuO│三極管一旦確定，帶寬增益積基本為常數(shù)3.10.6完整的單管共射放大電路的頻率特性一、的影響由于共集電路集電極直接連接到電源，所以相當(dāng)于接在內(nèi)基極“b′”和“地”之間，不存在共射電路中的密勒倍增效應(yīng)。因?yàn)镃b’c本身很小(零點(diǎn)幾～幾pF),

Cb’c對(duì)高頻響應(yīng)的影響就很小。二、

的影響這是一個(gè)跨接在輸入端與輸出端的電容，利用密勒定理將其等效到輸入端，則密勒等效電容CM為3.10.6共集放大器及共基放大器的高頻響應(yīng)1.共集電路的高頻特性三、CL的影響

只要源電阻Rs較小，工作點(diǎn)電流ICQ較大，則Ro可以做到很小。所以時(shí)常數(shù)RoCL很小，fH2很高。因此說(shuō)共集電路有很強(qiáng)的承受容性負(fù)載的能力。3.10.6共集放大器及共基放大器的高頻響應(yīng)2.共基電路的高頻響應(yīng)一、C

b′e的影響由圖可見，如果忽略rbb′的影響，則C

b′e直接接于輸入端，輸入電容Ci=C

b′e

，不存在密勒倍增效應(yīng)，且與C

b′c無(wú)關(guān)。所以，共基電路的輸入電容比共射電路的小得多。而且共基電路的輸入電阻Ri≈re=26mV/ICQ，也非常小，因此，共基電路輸入回路的時(shí)常數(shù)很小，fH1很高。理論分析的結(jié)果fH1≈fT。

二、C

b′c及CL的影響寬帶集成放大器舉例共集輸入級(jí)(V1,V4)--[共射(V2,V5)-共基(V3,V6)]差分放大器]---共集輸出級(jí)(V7,V8)3.10.7場(chǎng)效應(yīng)管放大器的高頻響應(yīng)3.10.7場(chǎng)效應(yīng)管放大器的高頻響應(yīng)如果放大器由多級(jí)級(jí)聯(lián)而成，那么，總增益總增益3.10.8多級(jí)放大器的頻率響應(yīng)多級(jí)放大器的上限頻率fH

設(shè)單級(jí)放大器的增益表達(dá)式為式中，|Au|=|AuI1||AuI2|…|AuIn|為多級(jí)放大器中頻