頻率響應(yīng)概述與晶體管的高頻等效電路

頻率響應(yīng)概述與晶體管的高頻等效電路第一頁，共二十三頁，2022年，8月28日一、頻率響應(yīng)的基本概念1、研究的問題：放大電路對(duì)信號(hào)頻率的適應(yīng)程度，即信號(hào)頻率對(duì)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)。在使用一個(gè)放大電路時(shí)應(yīng)了解其信號(hào)頻率的適用范圍，在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，應(yīng)滿足信號(hào)頻率的范圍要求。第二頁，共二十三頁，2022年，8月28日5.1.1研究頻率響應(yīng)的必要性1.頻率響應(yīng)：放大電路中存在電抗性元件及晶體管極間電容，電路的放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)2.

小信號(hào)等效模型只適用于低頻信號(hào)的分析3.

高頻等效模型，上限頻率、下限頻率和通頻帶的求解，頻率響應(yīng)的描述方法。第三頁，共二十三頁，2022年，8月28日2、基本概念

（1）高通電路:信號(hào)頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。第四頁，共二十三頁，2022年，8月28日（1）高通電路：頻率響應(yīng)fLf>>fL時(shí)放大倍數(shù)約為1第五頁，共二十三頁，2022年，8月28日（2）低通電路:

信號(hào)頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。第六頁，共二十三頁，2022年，8月28日（2）低通電路：頻率響應(yīng)fH高頻段放大倍數(shù)表達(dá)式的特點(diǎn)？上限截止頻率的特征？f<<fH時(shí)放大倍數(shù)約為1第七頁，共二十三頁，2022年，8月28日（3）幾個(gè)結(jié)論1、電路低頻段的放大倍數(shù)需乘因子2、當(dāng)f=fL時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍，相角超前45o；當(dāng)f=fH時(shí)放大倍數(shù)幅值也約降到0.707倍，相角滯后45o。3、截止頻率決定于電容所在回路的時(shí)間常數(shù)電路高頻段的放大倍數(shù)需乘因子4、頻率響應(yīng)有幅頻特性和相頻特性兩條曲線。第八頁，共二十三頁，2022年，8月28日1、電路低頻段的放大倍數(shù)需乘因子當(dāng)f=fL時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍，相角超前45o；2.電路高頻段的放大倍數(shù)需乘因子當(dāng)f=fH時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍，相角滯后45o；第九頁，共二十三頁，2022年，8月28日二、放大電路的頻率參數(shù)

在低頻段，隨著信號(hào)頻率逐漸降低，耦合電容、旁路電容等的容抗增大，使動(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。高通電路低通電路

在高頻段，隨著信號(hào)頻率逐漸升高，晶體管極間電容和分布電容、寄生電容等雜散電容的容抗減小，使動(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。下限頻率上限頻率第十頁，共二十三頁，2022年，8月28日伯特圖橫坐標(biāo)：采用對(duì)數(shù)刻度包含：對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性縱坐標(biāo)：幅頻特性增益 相頻特性優(yōu)點(diǎn)：開闊視野，將放大倍數(shù)的乘除運(yùn)算轉(zhuǎn)換 為加減運(yùn)算輸入信號(hào)頻率從幾赫到上百赫茲，放大倍數(shù)從幾倍到上百萬倍第十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日第十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日三、晶體管的高頻等效電路

1、混合π模型：形狀像Π，參數(shù)量綱各不相同結(jié)構(gòu)：由體電阻、結(jié)電阻、結(jié)電容組成。rbb’：基區(qū)體電阻rb’e’：發(fā)射結(jié)電阻Cπ：發(fā)射結(jié)電容re：發(fā)射區(qū)體電阻rb’c’：集電結(jié)電阻Cμ：集電結(jié)電容rc：集電區(qū)體電阻因多子濃度高而阻值小因面積大而阻值小第十三頁，共二十三頁，2022年，8月28日混合π模型：忽略小電阻，考慮集電極電流的受控關(guān)系

gm為跨導(dǎo)，它不隨信號(hào)頻率的變化而變。為什么引入?yún)?shù)gm？因在放大區(qū)iC幾乎僅決定于而阻值大因在放大區(qū)承受反向電壓而阻值大阻值小，忽略第十四頁，共二十三頁，2022年，8月28日混合π模型：忽略大電阻的分流

Cμ連接了輸入回路和輸出回路，引入了反饋，信號(hào)傳遞有兩個(gè)方向，使電路的分析復(fù)雜化。

忽略了大電阻的分流作用如何使電路分析簡(jiǎn)單化？第十五頁，共二十三頁，2022年，8月28日混合π模型的單向化（即使信號(hào)單向傳遞）等效變換后電流不變第十六頁，共二十三頁，2022年，8月28日晶體管簡(jiǎn)化的高頻等效電路＝？的阻抗比實(shí)際負(fù)載大的多，所以其分流作用忽略第十七頁，共二十三頁，2022年，8月28日2、電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)為什么短路？UCE為常數(shù)，對(duì)交流信號(hào)來講，相當(dāng)于短路兩者并聯(lián)第十八頁，共二十三頁，2022年，8月28日電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線表現(xiàn)出低通特性第十九頁，共二十三頁，2022年，8月28日電流放大倍數(shù)的波特圖:采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)系

采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，橫軸為lgf，可開闊視野；縱軸為單位為“分貝”（dB），使得“×”→“＋”。lgf注意折線化曲線的誤差－20dB/十倍頻折線化近似畫法第二十頁，共二十三頁，2022年，8月28日3、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)電容通過以上分析得出的結(jié)論：1、低頻段和高頻段放大倍數(shù)的表達(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、Cπ的求法。手冊(cè)查得求解電容的方法第二十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日四、場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效電路可與晶體管高頻等效電路類比，簡(jiǎn)化、單向化變換。很大，可