模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 課件 （張菁）第3、4章 集成運(yùn)算放大器放大電路、放大電路的頻率響應(yīng)

第三章

集成運(yùn)算放大電路一、概述二、集成運(yùn)放中的電流源電路三、集成運(yùn)放電路分析四、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo)五、集成運(yùn)放的種類（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大電路和電流源電路。（2）用復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)高性能的放大電路，因?yàn)殡娐窂?fù)雜并不增加制作工序。（3）用有源元件替代無源元件，如用晶體管取代難于制作的大電阻。（4）采用復(fù)合管。

一、

集成運(yùn)放的特點(diǎn)集成運(yùn)算放大電路，簡稱集成運(yùn)放，是一個(gè)高性能的直接耦合多級(jí)放大電路。因首先用于信號(hào)的運(yùn)算，故而得名。3.1概述二、

集成運(yùn)放電路的組成兩個(gè)輸入端一個(gè)輸出端

若將集成運(yùn)放看成為一個(gè)“黑盒子”，則可等效為一個(gè)雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。集成運(yùn)放電路四個(gè)組成部分的作用輸入級(jí)：前置級(jí)，多采用差分放大電路。要求Ri大，Ad大，

Ac小，輸入端耐壓高。中間級(jí)：主放大級(jí)，多采用共射放大電路。要求有足夠的放大能力。輸出級(jí)：功率級(jí)，多采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。要求Ro小，最大不失真輸出電壓盡可能大。偏置電路：為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。采用電流源電路。三、

集成運(yùn)放的符號(hào)和電壓傳輸特性u(píng)O=f(uP-uN)

由于Aod高達(dá)幾十萬倍，所以集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的最大輸入電壓(uP－uN)的數(shù)值僅為幾十～一百多微伏。在線性區(qū)：uO＝Aod(uP－uN)

Aod是開環(huán)差模放大倍數(shù)。非線性區(qū)

(uP－uN)的數(shù)值大于一定值時(shí)，集成運(yùn)放的輸出不是＋UOM,就是－UOM，即集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)。一、單管電流源電路1、電路結(jié)構(gòu)形式 由一個(gè)晶體管和相應(yīng)的電阻組成的電流源電路。2、工作原理 如圖所示，合理選擇電路參數(shù)，使得電路滿足：IR1>>IB，電阻R2上的電壓為3.2集成運(yùn)放的電流源電路晶體管發(fā)射極電流為由于IC=IE，從晶體管集電極來看，該電路可以等效為一個(gè)電流源。3、單管電流源電路的動(dòng)態(tài)電阻求該電路動(dòng)態(tài)電阻，作出其微變等效電路。電流源的動(dòng)態(tài)電阻是相當(dāng)大的。只要晶體管工作在放大狀態(tài)，該電路就是一個(gè)較為理想的恒流源電路。二、鏡像電流源電路1、電路結(jié)構(gòu)形式 可分為基本鏡像電流源電路和改進(jìn)型鏡像電流源電路。2、工作原理分析

T1與T2特性完全相同，則：IB1=IB2=IB，IC1=IC2=IC由于T1的UBE=UCE，故處于臨界放大狀態(tài)，滿足IC1=βIB1。3、電路特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：是電路結(jié)構(gòu)簡單，且具有一定的溫度補(bǔ)償作用； 缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)輸出電流與基準(zhǔn)電流之間的比例調(diào)節(jié)。對(duì)于確定的電源電壓，當(dāng)要求輸出電流較小時(shí)，必須增大電阻R的數(shù)值，這在某些情況下實(shí)現(xiàn)起來并不方便。三、比例電流源電路

---實(shí)現(xiàn)輸出電流與基準(zhǔn)電流之間的比例調(diào)節(jié)1、電路結(jié)構(gòu)形式2、工作原理分析

由右圖可得UBE1+IE1RE1=UBE2+IE2RE∵UBE1=UBE2∴IE1RE1≈IE2RE2當(dāng)β>>1時(shí)，有

IE1≈IC1≈IR，IE2≈IC2則：

四、微電流源電路1、電路結(jié)構(gòu)形式----要求提供很小的靜態(tài)電流，又不能用大電阻。

2、工作原理分析 右圖可見，T2管的發(fā)射極電流為

T1、T2特性完全相同，則有 當(dāng)β>>1時(shí)，有IE1≈IR，IE2≈IC2

則

基準(zhǔn)電流為五、改進(jìn)型電流源電路1、加射隨器隔離的電流源1）電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在鏡像電流源T1管的集電極與基極之間加一只從射極輸出的晶體管T3。利用T3的電流放大作用，減小了基極電流IB1和IB2對(duì)基準(zhǔn)電流IR的分流作用。2）工作原理分析 由于三個(gè)晶體管特性完全相同，則有β1=β2=β3=β，而由于UBE1=UBE2，IB1=IB2=IB，因此有

整理后可得：

即使β很小，也可以使輸出電流與基準(zhǔn)電流保持很好的鏡像關(guān)系。 在實(shí)際電路中，有時(shí)在T1和T2管的基極與地之間加電阻RE3，用來增大T3管的工作電流，此時(shí)T3管發(fā)射極電流為2、負(fù)反饋型電流源--威爾遜電流源 由于三個(gè)晶體管特性完全相同，則有β1=β2=β3=β，由圖可得IC1=IC2IE3=IC3+IB3求解可得六、多路電流源電路1、基于鏡像電流源的多路電流源電路之一。2、基于微電流源的多路電流源電路

IRRE1≈IC2RE2≈IC3RE3

因此，當(dāng)基準(zhǔn)電流確定以后，只要選擇合適的各發(fā)射極電阻，即可得到所需要的輸出電流。3、多集電極管的多路電流源電路T通常為橫向PNP型管，當(dāng)IB一定時(shí)，各集電極電流之比等于它們的集電區(qū)面積之比。設(shè)各集電區(qū)的面積分別為S1、S2、S3。則有：

使用中通過R值調(diào)節(jié)IB值。分析電路可得：

4、MOS管多路電流源根據(jù)所需靜態(tài)電流，來確定溝道尺寸。

MOS管的漏極電流正比于溝道的寬長比。設(shè)寬長比W/L=S，且T1～T4的寬長比分別為S0、S1、S2、S3，則基準(zhǔn)電流七、電流源電路作為有源負(fù)載

（1）用于共射放大電路哪只管子為放大管？其集電結(jié)靜態(tài)電流約為多少？靜態(tài)時(shí)UIQ為多少？（2）用于差分放大電路①電路的輸入、輸出方式？②如何設(shè)置靜態(tài)電流？③靜態(tài)時(shí)iO約為多少？④動(dòng)態(tài)時(shí)ΔiO約為多少？

使單端輸出電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時(shí)的差模放大倍數(shù)。靜態(tài)：動(dòng)態(tài)：一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象零點(diǎn)漂移：當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)是一個(gè)隨時(shí)變化、漂移不定的非零信號(hào)。環(huán)境溫度變化、電源電壓的波動(dòng)、器件老化等引起零點(diǎn)漂移。而溫度變化是引起零點(diǎn)飄移的主要因素---溫漂。抑制溫漂的主要方法：1、利用熱敏電阻等，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。2、采用負(fù)反饋的方法穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。3、采用具有對(duì)稱性的差動(dòng)放大電路時(shí)抑制零點(diǎn)飄移的有效方法之一。8.3差動(dòng)放大電路二、基本差動(dòng)放大電路1、電路組成 特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性； 左右兩邊各為一個(gè)直接耦合的共射基本放大電路。當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，電路可以重畫如右圖所示。若環(huán)境溫度變化，由于電路的對(duì)稱性，溫度變化使得IB1(IC1)、IB2(IC2)產(chǎn)生相同的增量，此時(shí)，兩管集電極電壓增量也相同。由Uo=UC1-UC2可見，無論環(huán)境溫度如何變化，輸出電壓保持零值不變。2、抑制零點(diǎn)飄移的工作原理在正常輸入信號(hào)下，ui對(duì)于T1、T2的基極電流影響相反。例如：若ui增大，IB1、IC1增大，uC1減?。欢鳬B2、IC2減小，uC2增加；

uC1≠uC2，uo=uC1-uC2。3、主要性能指標(biāo)

兩管集電極電位呈等量同向變化，所以輸出電壓為零，即對(duì)共模信號(hào)沒有放大能力。(1)共模信號(hào):ui1=ui2大小相等、極性相同

差動(dòng)電路抑制共模信號(hào)能力的大小，反映了它對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制水平。兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化，(2)

差模信號(hào):

ui1=–ui2大小相等、極性相反uo=(VC1－

VC1

)－(VC2+

VC１)=－2

VC1即對(duì)差模信號(hào)有放大能力。(3)比較輸入：

ui1、ui2大小和極性是任意的。例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信號(hào)差模信號(hào)

放大器只放大兩個(gè)輸入信號(hào)的差值信號(hào)—差動(dòng)放大電路。這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是常見的。

(4)差模放大倍數(shù)(5)共模放大倍數(shù)(6)共模抑制比三、長尾式差動(dòng)放大電路1、靜態(tài)分析 令ui1=ui2=0時(shí)，由圖可得:忽略前兩項(xiàng)：1）差模電壓放大倍數(shù) 考慮到電路的對(duì)稱性，rbe1=rbe2，令:則有2、動(dòng)態(tài)分析差模電壓放大倍數(shù)

差動(dòng)放大電路，在輸入共模電壓時(shí)，ui1=ui2=uic，可作出共模等效電路。由下圖可得由于所以，在理想對(duì)稱條件下uoc=0即2、共模電壓放大倍數(shù)3、共模抑制比

在理想對(duì)稱條件下，由于Auc=0，所以為無窮大。4、差模輸入電阻

由下圖可得5、輸出電阻 按照輸出電阻的定義，做出其等效電路，則有Ro=2RC四、差動(dòng)放大電路的進(jìn)一步改進(jìn)形式1、具有恒流源的差動(dòng)放大電路

采用恒流源代替長尾式差動(dòng)放大電路中的電阻RE。

若UR2>>UBE3，則可以認(rèn)為IC3為一恒定電流。2、具有調(diào)零功能的差動(dòng)放大電路發(fā)射極調(diào)零電路。集電極調(diào)零電路。注意：差動(dòng)放大電路的調(diào)零不可能跟蹤溫度的變化，因而不能消除溫漂，只能克服失調(diào)。五、差動(dòng)放大電路的傳輸特性實(shí)驗(yàn)及分析均表明：在靜態(tài)工作點(diǎn)附近，●當(dāng)|uid|<UT時(shí)，uod與uid的關(guān)系是線性的，其斜率是差模放大倍數(shù)，這是差動(dòng)放大電路的線性工作區(qū)?！癞?dāng)|uid|>4UT時(shí)，傳輸特性出現(xiàn)明顯的彎曲，而后趨于水平。這說明差動(dòng)放大電路在大信號(hào)輸入時(shí)，具有良好的限幅特性。差分放大電路的四種接法

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需要有“接地”點(diǎn)，以避免干擾；或負(fù)載需要有“接地”點(diǎn)，以安全工作。

根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：六、差動(dòng)放大電路舉例1、雙端輸入、雙端輸出電路；2、雙端輸入、單端輸出電路；3、單端輸入、雙端輸出電路；4、單端輸入、單端輸出電路。1.雙端輸入雙端輸出：2.雙端輸入單端輸出：1）Q點(diǎn)分析

由于輸入回路沒有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時(shí)一樣。,但是UCEQ1≠UCEQ2。

由于輸入回路沒有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時(shí)一樣。,但是UCEQ1≠UCEQ2。2）動(dòng)態(tài)分析

3.單端輸入雙端輸出共模輸入電壓差模輸入電壓輸入差模信號(hào)的同時(shí)總是伴隨著共模信號(hào)輸入：單端輸入雙端輸出差模輸出共模輸出1)靜態(tài)工作點(diǎn)2)動(dòng)態(tài)參數(shù)與雙端輸入雙端輸出電路完全相同4.單端輸入單端輸出1)靜態(tài)工作點(diǎn)2)動(dòng)態(tài)參數(shù)與雙端輸入單端輸出電路完全相同4.四種接法的比較：電路參數(shù)理想對(duì)稱條件下輸入方式：Ri均為2(Rb+rbe)；雙端輸入時(shí)無共模信號(hào)輸入，單端輸入時(shí)有共模信號(hào)輸入。輸出方式：Q點(diǎn)、Ad、Ac、KCMR、Ro均與之有關(guān)。例：一雙端輸入單端輸出放大電路如圖所示，T1與T2特性完全相同，試求：（1）電路的靜態(tài)工作電流ICQ1、ICQ2及電壓UCEQ1、UCEQ2；（2）差模電壓放大倍數(shù)、差模輸入電阻、輸出電阻、共模電壓放大倍數(shù)、共模抑制比；

解：（1）作直流通道，分析靜態(tài)工作點(diǎn)。（2）動(dòng)態(tài)參數(shù)分析

由于輸入回路對(duì)稱，在差模信號(hào)作用下，發(fā)射極交流接地。

共模信號(hào)作用時(shí)，恒流源的等效電阻為R’E則共模輸出電壓為共模放大倍數(shù)

共模抑制比

通用型集成運(yùn)放F007(LM741)：第二代集成運(yùn)放的代表3.4集成運(yùn)算放大器一、偏置電路流過R5中的電流為基準(zhǔn)電流，則有T10與T11構(gòu)成微電源，T12與T13構(gòu)成基本鏡像電路T8與T9構(gòu)成基本鏡像電路，因?yàn)?/p>

所以二、中間級(jí)中間級(jí)是以T16與T17成的復(fù)合管為放大管，所形成的共射放大電路，具有很強(qiáng)的放大能力。三、輸出級(jí)輸出級(jí)是準(zhǔn)互補(bǔ)電路，T18和T19復(fù)合而成的PNP型管與NPN型管T14構(gòu)成互補(bǔ)形式，為了彌補(bǔ)它們的非對(duì)稱性。在發(fā)射極加了兩個(gè)阻值不同的電阻R8和R9。

R6和R7和T15構(gòu)成UBE倍增電路，為輸出級(jí)設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以消除交越失真。D1和D2、R8和R9共同構(gòu)成過流保護(hù)電路。T14導(dǎo)通時(shí)R7上的電壓與二極管D1上的電壓之和等于T14管b-e間電壓與R9上電壓之和，即uR7+uD1=uBE14+ioR9 當(dāng)io未超過額定值時(shí)，uD1<Uon，D1截至；而當(dāng)io過大時(shí)，R9上電壓過大使D1導(dǎo)通，為T14的基極分流，從而限制了T14的發(fā)射極電流，保護(hù)了T14管。同理，D2對(duì)T18、T19管也具有保護(hù)功能。四、主要技術(shù)指標(biāo)1、輸人失調(diào)電壓UIO及輸入失調(diào)電流IIO 輸入失調(diào)主要反映運(yùn)放輸入極差動(dòng)電路的對(duì)稱性。2、失調(diào)的溫漂 在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，UIO、IIO隨溫度的平均變化率稱之為失調(diào)電壓、電流溫漂，分別用表示。

3、輸入偏置電流IIB

4、開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)5、共模抑制比6、差模輸入電阻、輸出電阻7、帶寬 運(yùn)放開環(huán)電壓放大倍數(shù)下降到直流電壓放大倍數(shù)的0.707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度，稱之為運(yùn)放的-3dB帶寬，用BW表示。

8、輸入電壓范圍兩個(gè)輸入端之間能承受的最大電壓差，稱之為最大差模輸入電壓，用UIdmax表示。9、轉(zhuǎn)換速率 轉(zhuǎn)換速率是指運(yùn)放在額定輸出電壓下，輸出電壓的最大變化率，即定義：五、低頻等效電路在低頻小信號(hào)下應(yīng)用時(shí)，若僅分析對(duì)輸入差模電壓的放大作用，可以等效電路來描述集成運(yùn)放。一、理想運(yùn)放的條件與符號(hào)理想化的條件： 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aud→∞； 差模輸入電阻rid→∞； 開環(huán)輸出電阻Ro→0； 共模抑制比KCMR→∞；3.5集成運(yùn)放的簡單應(yīng)用電路虛短 當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，輸出電壓為有限值，則差模輸入電壓虛斷 由于差模輸入電阻趨于無窮大，因而流進(jìn)集成運(yùn)放輸入端的電流也就趨于零，即理想運(yùn)放的兩個(gè)特點(diǎn)：二、

同相比例器信號(hào)由同相端輸入，要求兩邊的輸入回路參數(shù)對(duì)稱以減小誤差，所以R=R1//Rf。

1、據(jù)“虛斷”，有

2、據(jù)“虛短”，有由此得出電路的電壓放大倍數(shù)電壓跟隨器 如果令Rf→0，R1→∞，則構(gòu)成了電壓跟隨器。此時(shí)電壓放大倍數(shù)三、反相比例器1、據(jù)“虛斷”，有

2、據(jù)“虛短”，有電壓放大倍數(shù)四、兩級(jí)放大電路R1、R2、R3和A1組成同相比例器；R4、R5、R6和A2組成同相比例器。 則可得本章小結(jié)電流源電路 電流源電路的基本形式是鏡像電流源，當(dāng)對(duì)輸出電流的精度要求較高或要求輸出微電流時(shí)，可采用各種改進(jìn)型的電流源電路。差動(dòng)放大電路 差動(dòng)放大電路事實(shí)上是利用電路結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性進(jìn)行溫度補(bǔ)償，來提高電路抑制溫漂的能力。長尾式電路及恒流源電路的引入進(jìn)一步提高了差動(dòng)放大電路的共模抑制能力。差動(dòng)放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)有：Aud、Auc、KCMR等。集成運(yùn)算放大器 集成運(yùn)放是一種高性能的直接耦合放大電路，從外部看，可以等效成雙端輸入單端輸出的差動(dòng)放大電路。集成運(yùn)放通常由輸入級(jí)，中間級(jí)，輸出級(jí)和偏置電路等四部分組成。輸入級(jí)多采用差動(dòng)放大電路；中間級(jí)為共發(fā)射極放大電路；輸出級(jí)為互補(bǔ)對(duì)稱射極跟隨器；電流源電路不僅作為偏置電路而且作為有源負(fù)載，從而大大提高了運(yùn)放的增益。同相比例器和反相比例器是集成運(yùn)放最基本的應(yīng)用電路之一。

本章討論頻率響應(yīng)的概念,晶體管的高頻等效模型，場效應(yīng)管的高頻等效模型,單管放大電路的頻率響應(yīng)以及多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)。2、單管共射放大電路混合π模型等效電路圖、頻率響應(yīng)的表達(dá)式及波特圖繪制。1、晶體管、場效應(yīng)管的混合π模型。第四章放大電路的頻率響應(yīng)重點(diǎn)：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。4.1頻率響應(yīng)的概念

2.RC電路的頻率響應(yīng)

（1）高通電路:信號(hào)頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。（1）高通電路：頻率響應(yīng)fL低頻段放大倍數(shù)表達(dá)式的特點(diǎn)？下限截止頻率的特征？f>>fL時(shí)放大倍數(shù)約為1（2）低通電路:

信號(hào)頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。（2）低通電路：頻率響應(yīng)fH低頻段放大倍數(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（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。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

在中頻區(qū)各種電容的影響均可以忽略不計(jì)，電壓放大倍數(shù)Au基本上不隨信號(hào)頻率而變化，保持常數(shù)。1.頻率響應(yīng)

放大電路的電壓放大倍數(shù)Au是頻率的函數(shù)，這種函數(shù)關(guān)系稱為放大電路的頻率響應(yīng)或頻率特性。Au(f)表示電壓放大倍數(shù)的模與頻率f的關(guān)系，稱為幅頻響應(yīng)。φ(f)表示放大電路輸出電壓與輸入電壓之間的相位差與頻率f的關(guān)系，稱為相頻響應(yīng)。放大電路的對(duì)數(shù)頻率特性稱為波特圖。2.通頻帶

在繪制頻率響應(yīng)曲線時(shí)，常常采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)。幅頻特性的縱坐標(biāo)為，單位為分貝（dB）。

相頻特性的縱坐標(biāo)仍為φ，不取對(duì)數(shù)。這時(shí)得到的頻率響應(yīng)曲線稱為對(duì)數(shù)頻率響應(yīng)或波特圖。

在波特圖中，放大器的下限頻率fL和上限頻率fH也就是中頻電壓增益下降3dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率。3.幅頻失真和相頻失真

放大器不能使不同頻率的信號(hào)得到同樣的放大，使輸出波形產(chǎn)生失真，這種失真稱為頻率失真，又稱為線性失真。頻率失真又包括幅度失真和相位失真。

幅度失真：是由于放大器對(duì)不同頻率信號(hào)的放大倍數(shù)不同而引起輸出波形產(chǎn)生的失真。相位失真：是由于放大器對(duì)不同頻率信號(hào)的相位移不同而引起輸出波形產(chǎn)生的失真。

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4.2晶體三極管的高頻等效模型

1）完整的混合

模型

---忽略小電阻，考慮集電極電流的受控關(guān)系因在放大區(qū)iC幾乎僅決定于iB而阻值大因在放大區(qū)承受反向電壓而阻值大2）簡化的混合模型

---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。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晶體管簡化的高頻等效電路＝？4.3

單管共發(fā)射極放大電路的頻率響應(yīng)分析單管共射放大電路的頻率響應(yīng)：

畫出混合晶體管混合π型等效模型式中

1、中頻電壓放大倍數(shù)Ausm2、低頻電壓放大倍數(shù)Ausl1）考慮C1對(duì)低頻段頻率響應(yīng)的影響（等效電路如圖b）所示：在低頻區(qū)，由于容抗變大，則并聯(lián)的極間電容可忽略不計(jì)，視為開路，但耦合電容和旁路電容的影響應(yīng)予以考慮，其等效電路如圖（a）所示。并令低頻段頻率響應(yīng)分析：中頻段20dB/十倍頻由上面的推導(dǎo)可以看出，fL1與C1所在回路的時(shí)間常數(shù)成反比。同理，當(dāng)只考慮C2的影響時(shí)，可以得出其下限截止頻率fL2為

2）考慮C2對(duì)低頻段頻率響應(yīng)的影響：3）對(duì)分壓式偏置放大電路來說，還應(yīng)考慮射極旁路電容Ce的影響。下限截止頻率fL3為：

在高頻區(qū)，由于容抗變小，則耦合電容和旁路電容可忽略不計(jì)，視為短路，但并聯(lián)的極間電容的影響應(yīng)予以考慮，其等效電路如圖（a）所示。由于所在回路的時(shí)間常數(shù)比輸入回路Cπ的時(shí)間常數(shù)小得多，所以將C’μ忽略不計(jì)，如圖（b）所示。3、高頻電壓放大倍數(shù)Aush

高頻電壓放大倍數(shù)并令高頻段頻率響應(yīng)分析：4、完整的頻率響應(yīng)放大倍數(shù)在全部頻率范圍內(nèi)的表達(dá)式：單管共射放大電路的頻率響應(yīng)（a）幅頻響應(yīng)（b）相頻響應(yīng)四、波特圖繪制波特圖步驟：1.根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算、fL

和

fH

；2.由三段直線構(gòu)成幅頻特性。中頻段：對(duì)數(shù)幅值=20lg

低頻段：

f=fL開始減小，作斜率為20dB/十倍頻直線；

高頻段：f=fH開始增加，作斜率為–20dB/十倍頻直線。3.由五段直線構(gòu)成相頻特性。幅頻特性fOfL-20dB/十倍頻fH20dB/十倍頻-270o-225o-135o-180o相頻特性-90o10fL0.1fL0.1fH10fHfO

五、放大電路頻率響應(yīng)的改善和增益帶寬積1.為了改善放大電路頻率響應(yīng)，應(yīng)降低下限頻率，放大電路可采用直接耦合方式，使得

fL

＝0。2.為了改善單管放大電路的高頻特性，應(yīng)增大上限頻率fH。3.增益帶寬積中頻電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積。說明：式不很嚴(yán)格，但從中可以看出一個(gè)大概的趨勢(shì)，即選定放大三極管后，rbb

和Cb

c

的值即被確定，增益帶寬積就基本上確定，此時(shí)，若將放大倍數(shù)提高若干倍，則通頻帶也將幾乎變窄同樣的倍數(shù)。如愈得到一個(gè)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。當(dāng)提高增益時(shí)，帶寬將變窄；反之，增益降低，帶寬將變寬。4.4多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)一、多級(jí)放大電路頻率特性的定性分析多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)：1、對(duì)數(shù)幅頻特性為：

在多級(jí)放大電路中含有多個(gè)放大管，因而在高頻等效電路中有多個(gè)低通電路。在阻容耦合放大電路中，如有多個(gè)耦合電容或旁路電容，則在低頻等效電路中就含有多個(gè)高通電路。6dB3dBfLfH≈0.643fH1fL>fL1，fH<fH1，頻帶變窄！兩級(jí)放大電路的波特圖：一個(gè)兩級(jí)放大電路每一級(jí)具有相同的頻率響應(yīng)，則幅頻特性如圖所示?！?.56fL1相頻特性-270o-360ofL1fH1fO

-540o-180o-450o-90o一級(jí)二級(jí)多級(jí)放大電路的通頻帶，總是比組成它的每一級(jí)的通頻帶為窄。多級(jí)放大電路的總相位移為：二、多級(jí)放大電路的上限頻率和下限頻