模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行-PPT课件-第三章资料

1、第三章 放大电路的频率响应,3.1频率响应的一般概念,3.2三极管的频率参数,3.3单管共射放大电路的频率响应,3.4多级放大电路的频率响应,3.1频率响应的一般概念,由于放大电路中存在电抗性元件，所以电路的放大倍数为频率的函数，这种关系称为频率响应或频率特性,3.1.1幅频特性和相频特性,电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数,即,典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性,图 3.1.1,3.1.2下限频率、上限频率和通频带,fL ：下限频率,fH ：上限频率,BW ：通频带,BW = fH - fL,3.1.3频率失真,图 3.1.2频率失真,a)幅频失真,b)相频失真,3.1.4波特图

2、,放大电路的对数频率特性称为波特图,一、RC 高通电路的波特图,令,则有,对数幅频特性,实际幅频特性曲线,图 3.1.4(a) 幅频特性,当 f fL(高频)， 当 f fL (低频,高通特性,且频率愈低，的值愈小，低频信号不能通过,最大误差为 3 dB，发生在 f = fL处,对数相频特性,图 3.1.4(b) 相频特性,误差,在低频段，高通电路产生 0 90 的超前相移,二、 RC 低通电路的波特图,图 3.1.5 RC 波特图,令,则,图 3.1.6低通电路的波特图,对数幅频特性,对数相频特性,在高频段，低通电路产生0 90的滞后相移,3.2三极管的频率参数,三极管,f ：为 值下降至

3、时的频率,0 ：低频共射电流放大系数,对数幅频特性,fT,20lg 0,对数相频特性,0.1f,3.2.1共射截止频率 f,值下降到 0.707 0 (即 )时的频率,当 f = f 时,值下降到中频时的 70% 左右。或对数幅频特性下降了 3 dB,3.2.2特征频率 f T,值降为 1 时的频率,f fT 时，三极管失去放大作用,f = fT 时，由式,得,3.2.3共基截止频率 f,值下降为低频 0 时 的 0.707 时的频率,f 与 f 、 fT 之间关系,因为,可得,说明,所以,1. f 比 f 高很多，等于 f 的 (1 + 0) 倍,2. f fT f,3. 低频小功率管 f

4、值约为几十至几百千赫，高频小功率管的 fT 约为几十至几百兆赫,3.3单管共射放大电路的频率响应,定性分析,中频段：各种电抗影响忽略，Au 与 f 无关,低频段： 隔直电容压降增大， Au 降低。与电路中电阻构成 RC 高通电路,高频段：三极管极间电容并联在电路中， Au 降低。而且，构成 RC 低通电路,3.3.1混合 型等效电路,一、混合 型等效电路,图 3.3.1混合 型等效电路,a)三极管结构示意图,b)等效电路,二、混合 参数与 h 参数的关系,低频时，不考虑极间电容作用，混合 等效电路和 h 参数等效电路相仿，即,图 3.3.1混合 参数与 h 参数之间的关系,通过对比可得,则,则

5、,一般小功率三极管,三、混合 型等效电路中电容,可从器件手册中查到；并且,估算，fT 要从器件手册中查到,注意,将输入回路与输出,回路直接联系起来，使解电路的过程变得十分麻烦,可用密勒定理简化电路,密勒定理,用两个电容来等效 Cbc 。分别接在 b、e 和 c、e 两端,图 3.3.4单向化的混合 型等效电路,其中,电容值分别为,3.3.2阻容耦合单管共射放大电路 的频率响应,图 3.3.5阻容耦合单管共射放大电路,将 C2 和 RL 看成下一级的输入耦合电容和输入电阻,一、中频段,C1 可认为交流短路；极间电容可视为交流断路,1. 中频段等效电路,图 3.3.6中频段等效电路,由图可得,2.

6、 中频电压放大倍数,已知 ，则,结论：中频电压放大倍数的表达式，与利用简化 h 参数等效电路的分析结果一致,二、低频段,考虑隔直电容的作用，其等效电路,图 3.3.7低频等效电路,C1 与输入电阻构成一个 RC 高通电路,式中 Ri = Rb / rbe,输出电压,低频电压放大倍数,低频时间常数为,下限(-3 dB)频率为,则,三、高频段,考虑并联在极间电容的影响，其等效电路,图 3.3.8高频等效电路,三、高频段,考虑并联在极间电容的影响，其等效电路,图 3.3.9高频等效电路的简化,由于输出回路时间常数远小于输入回路时间常数，故可忽略输出回路的结电容。并用戴维南定理简化,图中,C 与 R

7、构成 RC 低通电路,高频时间常数,上限(-3 dB)频率为,四、完整的波特图,绘制波特图步骤,1. 根据电路参数计算 、fL 和 fH,2. 由三段直线构成幅频特性,中频段：对数幅值 = 20lg,低频区： f = fL开始减小，作斜率为 20 dB/十倍频直线,高频段：f = fH 开始增加，作斜率为 20 dB/十倍频直线,3. 由五段直线构成相频特性,图 3.3.10,幅频特性,相频特性,五、增益带宽积,中频电压放大倍数与通频带的乘积,Ri = Rb / rbe,假设 Rb Rs，Rb rbe； (1 + gmRc)Cbc Cbe,说明,式很不严格，但从中可以看出一个大概的趋势，即选定放大三极管后，rbb 和 Cbc 的值即被确定，增益带宽积就基本上确定，此时，若将放大倍数提高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数,如愈得到一个通频带既宽，电压放大倍数又高的放大电路，首要的问题是选用 rbb 和 Cbc 均小的高频三极管,3.3.3直接耦合单管共射放大电路 的频率响应,图 3.3.13,3.4多级放大电路的频率响应,3.4.1多级放大电路的幅频特性 和相频特性,多级放大电路的电压放大倍数,对数幅频特性为,多级放大电路的总相位移为,两级放大电路的波特图,图 3.4.1,幅频特性,一 级