电子科大模电第5章 放大电路的频率响应

1、第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应教学内容和要求教学内容和要求理解频率响应的概念理解频率响应的概念理解晶体管高频模型和场效应管高频模型理解晶体管高频模型和场效应管高频模型掌握单管放大电路的频率响应掌握单管放大电路的频率响应理解多级放大电路的频率响应理解多级放大电路的频率响应第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应5.1 频率响应的概念频率响应的概念1、研究放大电路频率响应的必要性、研究放大电路频率响应的必要性放大电路中电容、电感和晶体管、场效应管内电容放大电路中电容、电感和晶体管、场效应管内电容效应效应电压放大倍数是信号频率

2、的函数电压放大倍数是信号频率的函数第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应2、频率响应的基本概念、频率响应的基本概念高通电路高通电路iUoUCj1R+_fRC21j11RCj111Cj1RRUUAiou第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应ffj11ARC21fLuL记2Lu)ff(11A幅频特性)ffarctan(L相频特性第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应ouLouLouL01Aff4521Aff900Aff，当，当，当第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应低通电路低通电路iUoUCj1R+_fRC2 j11RCj11Cj1RCj1UUAiou第第

3、5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应HuHffj11ARC21f记2Hu)ff(11A幅频特性)ffarctan(H相频特性第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应ouHouHouH900Aff4521Aff01Aff，当，当，当第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应3、波特图、波特图横坐标横坐标f采用对数尺度，纵坐标采用对数尺度，纵坐标 采用线采用线性尺度所构成坐标系下的幅频特性曲线和相频特性性尺度所构成坐标系下的幅频特性曲线和相频特性曲线曲线和uAlg20第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应LLLL2Luff , 0ff , 3ff),fflg(20)

4、ff(1lg10Alg20LoLoLoLff ,0ff ,45ff ,90)ffarctan(第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应fLuAlg20-3-2010fL00.1fLffL10fL90o0.1fL0o45of第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应HHHH2Huff),fflg(20ff , 3ff , 0)ff(1lg10Alg20HoHoHoHff ,90ff ,45ff ,0)ffarctan(第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应fHuAlg20-3-2010fH00.1fHffH10fH0o0.1fH-90o-45of第第5章章 放大电路的频率

5、响应放大电路的频率响应5.2 晶体管高频模型和场效应管高频模型晶体管高频模型和场效应管高频模型1、晶体管高频模型、晶体管高频模型+_rceebrebmUgebUbeU+_bbrceUCj1Cj1晶体管的混合晶体管的混合模型模型ebmbbebmebmrgIIrgUg第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应C)K1 (CUCjCj1UIU)K1 (CjCj1UUIebebCebceebC+_rceebrebmUgebUbeU+_bbrceUCj1Cj1 Cj1+_rceebrebmUgebUbeU+_bbrceUCj1Cj1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 C)K11 (C

6、UCjCj1UIU) 1K1(CjCj1UUIceceCceceebC+_rceebrebmUgebUbeU+_bbrceUCj1Cj1 Cj1+_rceebrebmUgebUbeU+_bbrceUCj1Cj1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应C)K1 (CCCC记 CC)K11 (C CC第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_rceebrebmUgebUbeU+_bbrceUCj1晶体管高频模型晶体管高频模型C)K1 (CCCC其中第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应电流放大系数的频率响应电流放大系数的频率响应)CC(rj1)CC(rj1rgU)CC(

7、jr1UgIIebebebmebebebmbcffj1)CC(r21feb记0Uce模型中晶体管混合第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应2、场效应管的高频模型、场效应管的高频模型+_rdsgsmUggsU+_dsUgsCj1gdCj1场效应管的混合场效应管的混合模型模型第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_rdsgsmUggsUdsUgsCj1gdCj1gdCj1 +_rdsgsmUggsU+_dsUgsCj1gdCj1gdgdgsgdgdgsCgsgdgddsgsCC)K1 (CUCjCj1UIU)K1 (CjCj1UUIgdgd第第5章章 放大电路的频率响应放大电

8、路的频率响应+_rdsgsmUggsUdsUgsCj1gdCj1gdCj1 +_rdsgsmUggsU+_dsUgsCj1gdCj1gdgddsgdgddsCdsgdgddsgsCC)K11 (CUCjCj1UIU) 1K1(CjCj1UUIgdgd 第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应gdgdgdCC)K11 (C gdgsCC gdgsgdgsgsC)K1 (CCCC记第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_rdsgsmUggsUdsUgsCj1场效应管高频模型场效应管高频模型gdgsgdgsgsC)K1 (CCCC其中第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响

9、应5.3 单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应1、阻容耦合共射放大电路的频率响应、阻容耦合共射放大电路的频率响应+_uIRcRbUCC+_uOC1+_uSRsRLC2第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应分析放大电路频率响应时，输入信号的频率范围分析放大电路频率响应时，输入信号的频率范围分为中频、低频和高频三个频段分为中频、低频和高频三个频段+_RcRb+_+_RLRsebrebmUgiUbbroUCj1sUebU+_1Cj12Cj1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应输入信号为中频输入信号为中频电路中电路中“大电容大电容” 容抗很小，容抗很小，短路，晶体管中短路

10、，晶体管中“小电容小电容”容抗很大，开路容抗很大，开路输入信号为低频输入信号为低频电路中电路中“大电容大电容” 容抗不大容抗不大不小，保留，晶体管中不小，保留，晶体管中“小电容小电容”容抗很大，开路容抗很大，开路输入信号为高频输入信号为高频电路中电路中“大电容大电容” 容抗很小，容抗很小，短路，晶体管中短路，晶体管中“小电容小电容”容抗不大不小，保留容抗不大不小，保留第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应中频电压放大倍数中频电压放大倍数短路短路开路2Lc21beb1ebCRRCj1Cr/RCj1CrCj1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_RcRb+_+_RLRseb

11、rebmUgiUbbroUsUebU+_ebLmoebebbeiURgUUrrUubeLbeLebmiouArRrRrgUUA第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应低频电压放大倍数低频电压放大倍数开路CrCj1eb+_RcRb+_+_RLRsebrebmUgiUbbroUsUebU+_1Cj12Cj1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_RcRb+_+_RLRsebrebmUgiUbbroUsUebU+_1Cj12Cj1ibeeb1bebibeeb1bebbebebUrrC)r/R(j111UrrCj1)r/R(r/RU2LcLcebm2Lc2Lcebm2LLoCj1R

12、RRRUgCj1RR)Cj1R(RUgCj1RRU第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应ibeLebm2Lc1beb2LcLebmUrRrgC)RR(j11C)r/R(j11 1C)RR(j11RUgC)RR(j11C)r/R(j11 ArRC)RR(j11C)r/R(j11 1rRrgC)RR(j11C)r/R(j11 1UUA2Lc1bebubeL2Lc1bebbeLebm2Lc1bebiou第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应2Lc2L1beb1LC)RR(21fC)r/R(21f记)ffj1)(ffj1 (AA2L1Luu第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频

13、率响应高频电压放大倍数高频电压放大倍数短路短路2Lc21beb1CRRCj1Cr/RCj1+_RcRb+_+_RLRsebrebmUgiUbbroUCj1sUebU+_第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_RcRb+_+_RLRsebrebmUgiUbbroUCj1sUebU+_iebbbbeebiebbbebbbebiebebbbebebiebbbebebUC)r/r (j1rrUCrrjrrrUCrj1rrCrj1rU)Cj1/r (rCj1/rU第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_RcRb+_+_RLRsebrebmUgiUbbroUCj1sUebU+_ib

14、eLebmebbbLebmoUrRrgC)r/r (j11RUgUC)r/r (j1ArRC)r/r (j11rRrgC)r/r (j11UUAebbbubeLebbbbeLebmebbbiou第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应C)r/r (21febbbH记Huuffj1AA第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应波特图波特图LkHuHLkuH2L1LuH2L1Luuffffj1AfffAff)ffj1)(ffj1 (A)ffj1)(ffj1)(ffj1 (AA第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应低频段低频段高通电路高通电路中频段中频段常数常数高频段高频段低

15、通电路低通电路三段合一三段合一带通电路带通电路第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应fL2uAlg2010fL20.1fL1ffH10fH0.1fHuAlg20fL1fL110fL20.1fL1ffH10fH0.1fHo270fL2o0o180第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应下限截止频率下限截止频率设共射放大电路有设共射放大电路有m个个“大电容大电容”m1k2Lkuum1kLkuu)ff(1AA)ffj1 (AA2AAffuuL，当2)ff(1 2)ff(1m1k2LLkm1k2LLk第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应2)ff(1m1k2LLkm1k2L

16、kLm1k2Lk2Lff1ff122L21LLfff下限截止频率2Lc2L1beb1LC)RR(21fC)r/R(21f其中1LLLk1Lffm, 2kff，当第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应上限截止频率上限截止频率2HuuHuu)ff(1AAffj1AA2AAffuuH，当C)r/r (21febbbH上限截止频率第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应通频带通频带fL2uAlg20ffHuAlg20fL1fLLHBWfff第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_uI5k950k15V+_uO5+_uSRs5k5例例1，阻容耦合共射放大电路中，阻容耦合共射

17、放大电路中，rbb=100，=100，f=0.5MHz，C=5F。求。求(1)电压放大倍电压放大倍数数 ；(2)下限截止频率下限截止频率fL，上限截止频率，上限截止频率fH，通，通频带频带fBWuA第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应)mA(015. 09507 . 015RUUIbonCCBQ)k(73. 1)(1733015. 026IUrBQTebCfr21C)CC(r21febeb)pF(178)F(10178105)105 . 01733(21C12126第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_5k950k+_+_5kRsebrebmUgiUbbroUsUeb

18、U+_13673. 11 . 0) 5/5 (100rRrRrgAbeLbeLebmu第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_5k950k+_+_5kRsebrebmUgiUbbroUsUebU+_1Cj12Cj1)Hz( 4 .1710510)833. 1/950(21C)r/R(21f631beb1L)Hz(18. 310510) 55(21C)RR(21f632Lc2L第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应+_5k950k+_+_5kRsebrebmUgiUbbroUCj1sUebU+_LebmoceRUgUU14473. 1) 5/5 (100rRRgUUKebL

19、Lmebce)pF(9035)1441 (178C)K1 (CCCC)MHz(86. 11090310)73. 1/1 . 0(21C)r/r (21f123ebbbH第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应)1086. 1fj1)(f4 .17j1)(f18. 3j1 (136)ffj1)(ffj1)(ffj1 (AA6H2L1Luu第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应)Hz( 7 .1718. 34 .17fff2222L21LL)MHz(86. 1fH)MHz(86. 1)Hz(1086. 17 .171086. 1fff66LHBW第第5章章 放大电路的频率响应放大

20、电路的频率响应2、直接耦合共源放大电路的频率响应、直接耦合共源放大电路的频率响应+_uIRdRg2UDD+_uO+_uSRSRLRg1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应分析放大电路频率响应时，输入信号的频率范围分析放大电路频率响应时，输入信号的频率范围分为中低频、高频两个频段分为中低频、高频两个频段+_+_+_RLRsiUoUsURdRg2+_gsmUggsUgsCj1Rg1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应中低频电压放大倍数中低频电压放大倍数开路gs2ggsCRCj1+_+_+_RLRsiUoUsURdRg2+_gsmUggsURg1第第5章章 放大电路的频率响应

21、放大电路的频率响应im2g1g2ggsLmoi2g1g2ggsURgRRRURgUURRRUuLm2g1g2giouARgRRRUUA+_+_+_RLRsiUoUsURdRg2+_gsmUggsURg1第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应高频电压放大倍数高频电压放大倍数+_+_+_RLRsiUoUsURdRg2+_gsmUggsUgsCj1Rg1igs2g2g1ggs2g2gigs2g1ggs2ggsUCRj1RRCRj1RU)Cj1/R(RCj1/RU第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应igsgLm2g1g2ggsLmoUCRj1RgRRRURgUigsg2g2g2g

22、igs2g1g2g1g2gUCRj1RRRUCRRjRRRgsgugsgLm2g1g2giouCRj1ACRj1RgRRRUUA第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应gsgHCR21f记Huuffj1AAgsgHCR21f上限截止频率第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应足够大fffj1AffAffj1AAHuHuHuu频率响应频率响应中低频段中低频段常数常数高频段高频段低通电路低通电路两段合一两段合一低通电路低通电路第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应通频带通频带gsgHLHBWCR21ffff第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应3、频率响应的改善

23、和增益带宽积、频率响应的改善和增益带宽积频率响应的改善频率响应的改善低频特性的改善低频特性的改善减小下限截止频率减小下限截止频率增大耦合电容增大耦合电容增大回路电阻增大回路电阻有限有限直接耦合直接耦合第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应高频特性的改善高频特性的改善增大上限截止频率增大上限截止频率减小等效结电容减小等效结电容减小电压放大倍数减小电压放大倍数减小回路电阻减小回路电阻有限有限第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应增益带宽积增益带宽积C)r/r (21ffffebbbHLHBW通频带C)rR1 (C)r/r (2rRC)K1 (C)r/r (2AfAebLebbb

24、beLebbbuBWu增益带宽积第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应习题：习题：(p255)5.3、(p256)5.9、5.11、5.12Cr21Crr)r/r (21bbebbeebbb第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应5.4 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应1、多级放大电路频率响应分析、多级放大电路频率响应分析设多级放大电路由相同的放大电路组成设多级放大电路由相同的放大电路组成N, 2 , 1kAlgN20Alg20Alg20ukN1kuku2lg202lgN20Alg20ff2lg20Alg20ffuLkuL，当，当LkLff 第第5章章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应2lg202lgN20Alg20ff2lg20Alg20ffukHuH，当，当HkHff BWkBWff第第5章章 放大电