第4章双极结型三极管及放大电路基础4-7

1、4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应4.7.1 单时间常数单时间常数RC电路的频率响应电路的频率响应4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应单级共射极放大电路的频率响应4.7.4 单级共集电极和共基极放大电路的高频响应单级共集电极和共基极放大电路的高频响应4.7.5 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。号频率变化时的响应。4.7 放大电路的频率响应本节要求本节要求1. 熟悉频率特性基本概念：上限频率、下限频率

2、及熟悉频率特性基本概念：上限频率、下限频率及通频带通频带2. 了解对数频率特性（波特图）的画法。了解对数频率特性（波特图）的画法。3. 了解单级放大器的低频等效电路和高频等效电路了解单级放大器的低频等效电路和高频等效电路什么是频率响应什么是频率响应呢？为什么要提呢？为什么要提出这个问题呢？出这个问题呢？ 电子系统的信号不是单一频率的正弦波电子系统的信号不是单一频率的正弦波（如声波）（如声波）它可以分解成不同频率正弦波它可以分解成不同频率正弦波的叠加；而在放大电路中都常常有电抗元件的叠加；而在放大电路中都常常有电抗元件存在（如电容），其电抗值在不同频率下是存在（如电容），其电抗值在不同频率下是不

3、同的，因而使放大器对不同频率信号的放不同的，因而使放大器对不同频率信号的放大倍数不一致，这时电路输出信号不能完全大倍数不一致，这时电路输出信号不能完全重现输入信号的波形，即在放大过程中产生重现输入信号的波形，即在放大过程中产生了失真（属于了失真（属于频率失真频率失真）。）。1.5.4 频率响应的基本概念频率响应的基本概念1. 频率响应定义频率响应定义在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，响应，称为称为频率响应频率响应。如何表征？如何表征？用用频率响应表达式频率响应表达式。复模与频率的关系复模与频率的关系称为称为幅频响应

4、幅频响应输出输出/输入电压之间相位差输入电压之间相位差称为称为相频响应相频响应两者综合表征放大器的频率响应特性两者综合表征放大器的频率响应特性)j ()j ()j (io VVAV )()()j ()j (ioio VV或写为：或写为：)()( VVAA其中：其中： )j ()j ()(io VVAV )()()(io 1). 频率响应曲线平坦部分称为频率响应曲线平坦部分称为中频区中频区，放大倍数用，放大倍数用AVM表示。表示。2). 当当AV下降下降0.707AVM时，所确定的两个频率、分别时，所确定的两个频率、分别称为称为上限频率上限频率fH和和下限频率下限频率fL。3). 在在fH与与f

5、L 之间的频率范围（中频区）又称为放大之间的频率范围（中频区）又称为放大器的器的通频带通频带或或带宽带宽BW。4). 在低于在低于fL的频率范围称的频率范围称为放大器的为放大器的低频区。低频区。带宽带宽 BW= fH - fL频带的基本概念频带的基本概念fLfHvmA2vmAfVA5). 在高于在高于fH的频率范围的频率范围称为放大器的称为放大器的高频区。高频区。2. 通频带通频带RC耦合放大器频率响应耦合放大器频率响应2. 通频带通频带RC耦合放大器频率响应耦合放大器频率响应直接耦合放大器频率响应直接耦合放大器频率响应两种放大器为何频率特性曲线不同呢？两种放大器为何频率特性曲线不同呢？fLf

6、HvmA2vmAfVAfHvmA2vmAfVA2). 低频区低频区：当信号频率降低时，：当信号频率降低时，耦合电容和射极旁耦合电容和射极旁路电容的影响不可忽略路电容的影响不可忽略，致使放大倍数下降。，致使放大倍数下降。1). 高频区高频区：当信号频率升高时，器件内部的当信号频率升高时，器件内部的极间和极间和引线电容影响不可忽略引线电容影响不可忽略，致使放大倍数下降。，致使放大倍数下降。3). 中频区中频区：当信号频率处于中频区所有电容（耦合、：当信号频率处于中频区所有电容（耦合、射极旁略、极间、分布）的影响可以忽略不计，射极旁略、极间、分布）的影响可以忽略不计，放大倍数不随信号频率而变，维持一

7、个定值。放大倍数不随信号频率而变，维持一个定值。容抗的频率效应容抗的频率效应3. 频率失真频率失真 若放大器的通频带不够宽，对不同频率的波形放大倍数若放大器的通频带不够宽，对不同频率的波形放大倍数不同，则将出现频率失真，输出波形就会变形。不同，则将出现频率失真，输出波形就会变形。 频率失真频率失真分为分为幅度失真幅度失真和和相位失真相位失真 频率失真频率失真放大电路对不同频率的输入信号，有不同放大电路对不同频率的输入信号，有不同的放大能力和相移，从而使输出信号产生了失真。的放大能力和相移，从而使输出信号产生了失真。fLfHvmA2vmAfVAovt输出信号输出信号二次谐波二次谐波基波基波幅度失

8、真幅度失真相位失真相位失真二次谐波二次谐波基波基波输入信号输入信号tiv二次谐波二次谐波基波基波输入信号输入信号tiv输出信号输出信号二次谐波二次谐波基波基波ovt3. 频率失真频率失真 频率失真也称为线性失真频率失真也称为线性失真（因为晶体管工作于放大区时（因为晶体管工作于放大区时出现的失真）。出现的失真）。 不同于晶体管工作在非线性工作区产生的饱和与截止不同于晶体管工作在非线性工作区产生的饱和与截止非线性失真非线性失真对于单一频率的正弦波，频率失真并不会引起波形失真。对于单一频率的正弦波，频率失真并不会引起波形失真。对于单一频率的正弦波，非线性（饱和或截止）失真将引对于单一频率的正弦波，非

9、线性（饱和或截止）失真将引起波形失真。起波形失真。 4. 用分贝表示放大倍数用分贝表示放大倍数电压放大倍数转换分贝表示电压放大倍数转换分贝表示 ：若放大倍数若放大倍数为衡量放大器信号在传输过程中的变化，我们常用对数为衡量放大器信号在传输过程中的变化，我们常用对数单位来表示，一个对数单位我们就叫单位来表示，一个对数单位我们就叫“分贝分贝”（dB）NOVVg)(Ag)dBl 02l 02AVV倍倍（用分贝表示用分贝表示100VAdBg4010020l4. 用分贝表示放大倍数用分贝表示放大倍数在上、下截止频率处有在上、下截止频率处有 用分贝表示用分贝表示VMA.A7070VVMgA.gAgl2070

10、70l20l20V)dB(.ggAAgVM37070l20l20l20V上限频率上限频率fH和下限频率和下限频率fL是对应中频放大倍数下降是对应中频放大倍数下降3dB之处之处4. 用分贝表示放大倍数用分贝表示放大倍数放大倍数采用分贝表示优点在于：放大倍数采用分贝表示优点在于：可将放大倍数的相乘化为相加。可将放大倍数的相乘化为相加。在绘制频率响应图时，采用对数坐标，有利于扩大视野。在绘制频率响应图时，采用对数坐标，有利于扩大视野。较符合人耳对声音的感觉状况，如输出功率从变到增大了较符合人耳对声音的感觉状况，如输出功率从变到增大了100倍，但人耳觉得只增大了两倍。倍，但人耳觉得只增大了两倍。5.

11、对数频率响应对数频率响应折线波特图折线波特图 为压缩坐标，扩大视野为压缩坐标，扩大视野 在画幅度频率特性曲线时，频率坐标采用对数刻度，而幅在画幅度频率特性曲线时，频率坐标采用对数刻度，而幅值采用值采用dB表示表示。 在画相位频率特性曲线时，频率坐标采用对数刻度，而相在画相位频率特性曲线时，频率坐标采用对数刻度，而相角角 用线性刻度。用线性刻度。 这种半对数坐标频率特性曲线称为对数频率特性或波特图这种半对数坐标频率特性曲线称为对数频率特性或波特图频率响应即指电压放大倍数频率响应即指电压放大倍数频率的关系频率的关系频率响应即指电压放大倍数频率响应即指电压放大倍数频率的关系频率的关系 波特图采用折线

12、法近似作出。波特图采用折线法近似作出。频率响应特性分为幅频响应特性和相频响应特性。频率响应特性分为幅频响应特性和相频响应特性。 因此放大电路频响波特图由幅频响应波特图和相频响因此放大电路频响波特图由幅频响应波特图和相频响应波特图组成。应波特图组成。4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应4.7.1 单时间常数单时间常数RC电路的频率响应电路的频率响应4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应单级共射极放大电路的频率响应4.7.4 单级共集电极和共基极放大电路的高频响应单级共集电极和共基极放大电路的高频响应4.7.5 多级放

13、大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。号频率变化时的响应。4.7.1 单时间常数单时间常数RC电路的频率响应电路的频率响应1. RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应（电路理论中的稳态分析）（电路理论中的稳态分析）RC电路的电压增益（传递函数）：电路的电压增益（传递函数）：则则RCjwCjw/RCjw/)jw(V)jw(V)jw(AioHV 1111f2 且令且令RCf21H 又又)/j(11HioHffVVAV 电压增益的幅值（模）电压增益的幅值（模）2HH)/(11ffAV （幅频响应）

14、（幅频响应）电压增益的相角电压增益的相角)/(arctanHHff （相频响应）（相频响应）增益频率函数增益频率函数RC低通电路低通电路 Hff0dBdB/AlgV20-20dB0.1fHH10 fHf.f10 0dB20lg 1VHVH AA，Hff ffAffAHHlg20lg20VHVH ，Hff 7070.AVHdBgAVH320l幅频响应幅频响应RC低通电路频率特性曲线低通电路频率特性曲线2)(11HVHffA 1. RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应这是一条斜线，这是一条斜线，斜率为斜率为-20dB/十十倍频；倍频；Hf.f10 0dB20lg 1VHVH AA，Hff10

15、20dB20lg 10 1VHVH AA，Hff100 40dB20lg 1001VHVH AA，Hff0dBdB/AlgV20-20dB0.1fHH10 f十倍频十倍频斜率斜率dB/20Hff 0dB20lg 1VHVH AA，Hff ffAffAHHlg20lg20VHVH ，Hff 7070.AVHdBgAVH320l当当时，时，时，时， 为转折频率为转折频率时，时，这是一条斜线，斜率为这是一条斜线，斜率为-20dB/十倍频；十倍频；幅频响应幅频响应一条直线，平行于横轴；一条直线，平行于横轴；产生最大误差产生最大误差RC低通电路频率特性曲线低通电路频率特性曲线折线波特图折线波特图当当当当

16、2)(11HVHffA 1. RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应近似近似折线折线实际曲线实际曲线H10 fHffH-45H10f.-9000H5.7 )ff(arctgHHHf.f10 Hff 为转折频率为转折频率时，时，RC低通电路频率特性曲线低通电路频率特性曲线相频响应相频响应o45H1. RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应实际曲线实际曲线0H0 Hf.f10 0H84.5 Hff10 0H90 Hff10 H10 fHffH-45H10f.-9000H90 )ff(arctgHHHf.f10 Hff10 Hff 时，时， 为转折频率为转折频率时，时，的直线表示；的直线表示；R

17、C低通电路频率特性曲线低通电路频率特性曲线折线波特图折线波特图当当当当相频响应相频响应近似用近似用0H90 的直线表示；的直线表示；近似用近似用0H0o45H当当时，时， 0H0 1. RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应时时，当当 100.1 HHfff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 十倍频十倍频斜率斜率/45近似近似折线折线实际曲线实际曲线Hff Hff RC低通电路频率特性曲线低通电路频率特性曲线折线波特图折线波特图H10 fHff0dBdB/AlgV20十十倍倍频频斜斜率率dB/20-20dBH10 fH10f.HffH十倍频十倍频斜率斜率/45-45-900H1

18、0f.1. RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应电路特点是：电路特点是：电阻在前，电阻在前，电容在后，电容在后，频率越高，频率越高，容抗越小，容抗越小，输出越小，输出越小，相位滞后。相位滞后。2. RC高通电路的频率响应高通电路的频率响应RC电路的电压增益：电路的电压增益：幅频响应幅频响应2LL)/(11ffAV 相频响应相频响应)/(arctanLLff 输出超前输入输出超前输入RC高通电路高通电路 RCfL21 f/jf11jf/f11CjwR/11Cjw/RR)jw(V)jw(V)jw(ALLioLV 11fdB/AlgV202L11)f/(AVLfLff 0dB20lg 1VLVL

19、AA，Lff LVLLVLlg20lg20ffAffA L0.1ff 101VLAdBgAVL200l2Lff 7070.AVLdBgALV320l当当时，时，时，时， 若若为转折频率为转折频率时，时，这是一条斜线，斜率为这是一条斜线，斜率为20dB/十倍频；十倍频；幅频响应幅频响应的一条直线；的一条直线；产生最大误差。产生最大误差。RC高通电路频率特性曲线高通电路频率特性曲线折线波特图折线波特图当当当当Lf0dB十倍频十倍频斜率斜率dB/20L10f.-20dB3dB近似近似折线折线实际曲线实际曲线LLffff10 L0.1ff Lff 时，时， 为转折频率为转折频率时，时，的直线表示；的直

20、线表示；RC高通电路频率特性曲线高通电路频率特性曲线折线波特图折线波特图当当当当)ff(arctgLL 相频响应相频响应近似用近似用0L90L10 ff 若若0L7510.arctg 的直线表示；的直线表示；近似用近似用0L0o45L当当)f.fffLL10( 时，时， 若若0L38410.arctg 时时，当当 100.1 LLfff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 十倍频十倍频斜率斜率/45L10 fLffL45L10f.900近似近似折线折线实际曲线实际曲线电路特点是：电路特点是：电容在前，电阻在后，电容在前，电阻在后，频率越低，容抗越大，输出频率越低，容抗越大，输出越小

21、，相位超前越小，相位超前RC电路的频率响应电路的频率响应综上所述，可归纳：综上所述，可归纳：（1）放大器的频率响应的特征可用）放大器的频率响应的特征可用RC低通和高通电路来模拟。低通和高通电路来模拟。（2）转折频率）转折频率fH和和fL是频率响应的关键点。是频率响应的关键点。 fH和和fL是幅频响应的转折点；是幅频响应的转折点； 0.1fH和和10fH 、 0.1fL 和和10fL是相频响应的转折点。是相频响应的转折点。（3）fH和和fL都是对应的回路时间常数都是对应的回路时间常数 RC成反比的。成反比的。产生频率失真的原因是产生频率失真的原因是: :1.1.放大电路中存在电抗性元件，放大电路

22、中存在电抗性元件，例如耦合电容、例如耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等; ; 2. 2.三极管的三极管的 ( ( ) )是频率的函数。是频率的函数。 在研究频率特性时，三极管的低频小信号模在研究频率特性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。型不再适用，而要采用高频小信号模型。4.7 频率响应与稳定性4.7 频率响应与稳定性4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数在高频时，三极管在高频时，三极管由于器件内部的由于器件内部的结电容结电容的存在，影响放的存在，影响放大电路的高频性能。大电路的高频性

23、能。信号有一个适应过程，对于共射电路信号有一个适应过程，对于共射电路而言，频率过快而言，频率过快ic老跟不上老跟不上ib的变化。的变化。1). 三极管的高频等效模型三极管的高频等效模型型等效电路及简化型等效电路及简化 等效变换等效变换 1)用用PN结高频电路代替三极管的集电结和发射结；结高频电路代替三极管的集电结和发射结； 2)用用rbb表示基区体电阻，发射区集电区体电阻很小表示基区体电阻，发射区集电区体电阻很小（10 ）忽略不计；）忽略不计； 3).用用gmVbe表示三极管的电流放大作用，用表示三极管的电流放大作用，用rce表示电流源表示电流源的电阻。的电阻。4.7.2 BJT的高频小信号模

24、型及频率参数的高频小信号模型及频率参数1. BJT的高频小信号模型的高频小信号模型模型的引出模型的引出bb rcrb ebvcbcbrcb Cereb reb Cecerebmvg发射结发射结集电结集电结C、E极间电阻极间电阻基区体电阻基区体电阻集电区体电阻集电区体电阻发射区体电阻发射区体电阻bb rcrb ebvcbcbrcb Cereb reb Cecerebmvg受控受控电流源电流源集电结电容集电结电容集电结电阻集电结电阻发射结电阻发射结电阻发射结电容发射结电容 这一模型中用这一模型中用 代替代替 ，这是因为，这是因为本本身就与频率有关，而身就与频率有关，而gm与频率无关。与频率无关。e

25、bm.Vg.bI bb rb ebvbcbrcb Cereb reb Cecerebmvg发射结发射结集电结集电结crce这个电路很象这个电路很象“”字，所以称为混合参数字，所以称为混合参数形等效电路。形等效电路。发射区体电阻很发射区体电阻很小，忽略不计小，忽略不计集电区体电阻很集电区体电阻很小，忽略不计小，忽略不计bb rb ebvbcbrcb Ceb reb Cecerebmvgce通常有：通常有：rce、rbc很大可以视为开路，忽略不计很大可以视为开路，忽略不计此时，得到三极管的高频等效电路的简化模型此时，得到三极管的高频等效电路的简化模型eb1bbber )(rr)Am(I)Vm(rE

26、eb26 其中其中重要！重要！ 混合混合 型高频小信号模型。型高频小信号模型。2. BJT高频小信号模型中元件参数值的获得高频小信号模型中元件参数值的获得在低频和中频时，在低频和中频时，Cbe、Cbc的容抗很大可以视为开路，忽略不计的容抗很大可以视为开路，忽略不计三极管低频等效电路三极管低频等效电路低频小信号模型（低频小信号模型（H参数微变模型）参数微变模型）bb rb ebvbcb Ceb reb Ceebmvgceebb rb ebvbeb rebmvgce2. BJT高频小信号模型中元件参数值的获得高频小信号模型中元件参数值的获得低频时，混合低频时，混合 模型模型与与H参数参数模型等价模

27、型等价ebbbbe rrrEQbbebbbe)1()1( IVrrrrToo 又又所以所以EQeb1IV)(rTo ebbebb rrro 又因为又因为ebbeb rIVbebmIVgo Tmeb2 fgC 从手册中查出从手册中查出 TcbfC和和 所以所以TToooVIIV)(rgEQEQebm1 2. BJT高频小信号模型中元件参数值的获得高频小信号模型中元件参数值的获得低频时，混合低频时，混合 模型模型与与H H参数参数模型等价模型等价3. BJT的频率参数的频率参数由由H H参数可知参数可知CEBCfeViih 即即0bcce VII 根据混合根据混合 模型得：模型得：cbebebmc

28、1/j CVVgI )/()/(cbebebbebj1j1 CCrIV 低频时低频时ebm0 rg 所以所以)(j1/jcbebebcbmbc CCrCgII 当当cbm Cg 时，时，ebcbeb0ebcbebj1j1 r )CC(r )CC(rgebm 三极管电流放大系数的频率特性三极管电流放大系数的频率特性bb rb ebvbcb Ceb reb Ceebmvgceebcbeb0)(j1 rCC 令令 的幅频响应：的幅频响应：共发射极截止频率共发射极截止频率f3. BJT的频率参数的频率参数arctgff 的相频响应：的相频响应： ffj10 21 fr )CC(2febcbeb，201

29、)/(ff 的意义：的意义：f中中频频共共射射电电流流放放大大倍倍数数时时，当当o.ff7070 三极管电流放大系数的频率特性三极管电流放大系数的频率特性共共发发射射极极截截止止频频率率c be be bCCrf2121ffo三三极极管管的的特特征征频频率率。时时，当当；，若若Tfff 1 的意义：的意义：Tf电电流流放放大大能能力力了了。，此此时时三三极极管管已已经经没没有有时时，当当1Tff的关系的关系与与Tff三极管电流放大系数的频率特性三极管电流放大系数的频率特性ToToTooffffffff 222111， ffT ebmcbebm0T22 Cg)CC(gff Tmeb2 fgC 的

30、关系：的关系：和和ff 1三极管电流放大系数的频率特性三极管电流放大系数的频率特性同理，共基电流放大系数同理，共基电流放大系数求出求出的意义：的意义：f中中频频共共基基电电流流放放大大系系数数时时，当当o.ff7070 ffjffjffjffjffjoooooooo111111111 Tooffff 1Tfff ffoTffo 1三极管电流放大系数的频率特性三极管电流放大系数的频率特性小结小结fffT在高频时，三极管由于器件内部的在高频时，三极管由于器件内部的结电容结电容的存在，信号有的存在，信号有一个适应过程，对于共射电路而言，频率过快一个适应过程，对于共射电路而言，频率过快ic老跟不上老跟

31、不上ib的变化。的变化。ebcbeb0)(j1 rCC ffj10 4.7.3 4.7.3 单管共射放大器的频率响应单管共射放大器的频率响应一、一、 全频段小信号电路模型全频段小信号电路模型二、二、 中频段电压放大倍数中频段电压放大倍数Ausm三、三、 低频段电压放大倍数低频段电压放大倍数Ausm四、四、 高频段电压放大倍数高频段电压放大倍数Ausm五、五、 完整的频率响应曲线完整的频率响应曲线 之前我们得到了管子的高频之前我们得到了管子的高频 型等效电路型等效电路 利用密勒定理，将利用密勒定理，将 型电路化为互不联系的输入输出回型电路化为互不联系的输入输出回路路一、一、 全频段小信号电路模型

32、全频段小信号电路模型1. BJT的高频小信号模型的高频小信号模型高频小信号简化电路高频小信号简化电路 在在型小信号模型中，因存型小信号模型中，因存在在Cbc 对求解不便，可通过单向对求解不便，可通过单向化处理加以变换。化处理加以变换。可以用输入侧的可以用输入侧的CM1 和输出侧的和输出侧的CM2两个电容去分别代替两个电容去分别代替Cb c ，但要求变换前后应保证相关电但要求变换前后应保证相关电流不变。流不变。如右图所示。如右图所示。高频小信号模型电路高频小信号模型电路1. BJT的高频小信号模型的高频小信号模型单向化处理单向化处理： 将联系输入输出回路的公共元件转化到输入输出回路，将联系输入输

33、出回路的公共元件转化到输入输出回路，使输入输出回路单向化（不要相互牵扯）。使输入输出回路单向化（不要相互牵扯）。跨接在节点跨接在节点b和节点和节点c的阻抗的阻抗Z，等效到输入输出回路，等效到输入输出回路，输入侧e bovVVA )A(CjVCj )A(VCj )VV(IvcbcbvcbcbC 111ebeboeb c bV MC)A(C 11输出侧)A(CjVCj )A(VCj )VV(IvcbcbvcbcbC 11111ooebo c bV MC)A(C112 当输出端接上当输出端接上RL时时,RgRCjAVRVgVCj )A(VR)VgI(VVALmLcbve bLe bmcbve bLe

34、 bmcbCe bov eb1RgRCjRgALmLcbLmv 1 由于CM2Rs及及Rbrbe时，有时，有 cbLmebsbbLm12CRgCRrRg HVSMfA 由上式可见，当电路参数及三极管都选定后，由上式可见，当电路参数及三极管都选定后，增益增益-带宽积带宽积基本上是个常数基本上是个常数，因此放大电路的中频增益与通频带存在矛盾，因此放大电路的中频增益与通频带存在矛盾，两这相互制约。要提高增益两这相互制约。要提高增益-带宽积，可选用带宽积，可选用rbb?和和Cb?1e、Cbc都较都较小的三极管。小的三极管。 分析思路：分析思路： 画出回路的高频等效电路，将其等效成画出回路的高频等效电路

35、，将其等效成RC低通电路的形式低通电路的形式 求出中频电压增益求出中频电压增益AVSM 求出上限频率求出上限频率fH的值的值 求出高频电路的求出高频电路的AVSH表达式表达式高频响应等效电路分析高频响应等效电路分析例题例题 解：解： 模型参数为模型参数为例例4.7.1 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：， 1ksR，pF5000MHz41000.6V100cbT0CBQbb.CfVr 试计算它的中频电压增益和上限频率。试计算它的中频电压增益和上限频率。 mgTVIEQmV26mA1 S 038. 0 ebCTm2fgpF 115. M1Ccbm1 C)

36、Rg(LpF 49 ，1K51K1610021LCe21.RRR,KRKRVVbbCC mARVVRRRRVVII1eBEQCCb2b1b2eBEQBQEQCQ ebrm0011gIV)(EQT S 038. 0001 3k 62. K.rrrebbbeb732 Ceb CM1C pF 164. 中频电压增益为中频电压增益为 4k70. 又因为又因为所以上限频率为所以上限频率为 HfRC21MHz 363. VSM20Alg6520 lgdB 2636. 65m bebSbebbee bLVSMrRRrRrrRgAebbbbs r/)rR/R(RdB/lg20SVA).f( j)f/fAAVS

37、S6HMHV10363165j(11 高频电压增益表达式为高频电压增益表达式为 在射极偏置共射放大电路，当信号频率进入低在射极偏置共射放大电路，当信号频率进入低频区时，电压放大器倍数的降低是由于耦合电容和频区时，电压放大器倍数的降低是由于耦合电容和旁路电容的影响。这时耦合电容和旁路电容不能忽旁路电容的影响。这时耦合电容和旁路电容不能忽略不计，应保留在电路中。略不计，应保留在电路中。3 单级放大器的低频响应（以射偏共射电路为例）单级放大器的低频响应（以射偏共射电路为例）CCV cRiVoV 2bCb1R1bC TLRb2R eReC sVsR1）低频等效电路及其简化）低频等效电路及其简化CCV

38、sRcRiVoV 2bCb1R1bC TLRb2R eReC sVbIberbIb cesV b2b1RRcRLRoV eRsR2bC1bCeCcRLRoV eRbIsV b2b1RRsReb rebmVg bcebb r1）低频等效电路及其简化）低频等效电路及其简化bIberbIb cesV b2b1RRcRLRoV eRsR2bC1bCeCRe很大，开路忽略很大，开路忽略Rb很大，开路忽略很大，开路忽略Ri此电路直接分析很烦琐，在工程上作合理的简化是必须的此电路直接分析很烦琐，在工程上作合理的简化是必须的ib2b1RRR由于由于k81.Re若低频工作频率为若低频工作频率为 当当z20Hf

39、1605020610C216ef则容抗则容抗简化电路简化电路sRbIberbIb cesV cRLRoV 2bC1bCeC简化电路简化电路2）将输入输出电路等效成）将输入输出电路等效成RC高通电路的形式；高通电路的形式；将将Ce折算到基极回路，保持在折算到基极回路，保持在压降不变，电流由压降不变，电流由IeIb；则；则应将容抗扩大（应将容抗扩大（1+ ）倍；即）倍；即电容减小（电容减小（1+ ）倍）倍将将Ce折算到输出回路，保持在折算到输出回路，保持在压降不变，电流由压降不变，电流由IeIc，基本，基本不变，容抗不变；即电容不变不变，容抗不变；即电容不变eC1eCsRbIberbIb csV

40、cRLRoV 2bC1bC简化电路简化电路2）将输入输出电路等效成）将输入输出电路等效成RC高通电路的形式；高通电路的形式；输出回路忽略输出回路忽略Ce。50m mFeC1eC1m mF30m mF2beC1C1jj2beCC ebCCC11111sRbercbRIsV cRLRoV 2bC 1CRC高通电路：高通电路：电容在前，电阻在后；电容在前，电阻在后；ebbCC)(CCC 11111 3）求低频电路的）求低频电路的AVL表达式；求下限频率表达式；求下限频率fL。sRbercbRIsV cRLRoV 2bC 1CbbeSbeSbbeSSI)rR(fj)rR(I)fjrR(V 11C211

41、C21 bLCbLbbLCLCLCLcbOIRRfCjRIfCjRRRRjRRRRV ）（222Cb212 XI)RR(fj)rR(fjrRRALCbeSbeSLV 2b1SL21112111CC 3）求低频电路的）求低频电路的AVL表达式；求下限频率表达式；求下限频率fL。sRbercbRIsV cRLRoV 2bC 1C)RR(fj)rR(fjrRRALCbeSbeSLVSL 2b121112111CC beSLVSMrRRA ffjffjAA2LLVSMVSL 11111)rR(fbeSL1121C输入回路输入回路输出回路输出回路)RR(fLCbL 2221C )ff)ffAAVSVS/

42、j(1/j(1 L2 L1ML 2. 低频响应低频响应低频响应低频响应 下限频率取决于下限频率取决于L1f当当 时，时，L2L14 ff 相频响应相频响应 180 arctg( fL1 / f) 180arctg(fL1/f) 幅频响应幅频响应2L1MLV(1120 2020)/lg|lg|lgffAAVSS )ffAAVSVS/j(11 L1ML 2. 低频响应低频响应低频响应低频响应包含包含fL2的幅频响应的幅频响应ebCCC 11111Hz.)rR(fbeSL6872111 C Hz.)RR(fLCbL6152122 C 68273010002550100 beSLVSMrRRA f.j

43、)f.j)(f.j(ffjffjAALLVSMVSL6871686151687168111121 F.CC)(CCCebebm m 48701111 例题例题例例4.7.1 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：， 1ksR，pF5000MHz41000.6V100cbT0CBQbb.CfVr 试计算它的下限频率。试计算它的下限频率。，1K51K1610021LCe21.RRR,KRKRVVbbCC ，F50F1F30eb2b1m mm mm m CCC3单级放大器的低频响应（以射偏共射电路为例）单级放大器的低频响应（以射偏共射电路为例）1）当信号频率进入

44、低频区时，画出放大电路的低频等效电路；）当信号频率进入低频区时，画出放大电路的低频等效电路；2）将输入输出电路等效成）将输入输出电路等效成RC高通电路的形式；高通电路的形式；3) 求出中频电压增益求出中频电压增益AVSM4）求出下限频率）求出下限频率fL。5）求出低频电路的）求出低频电路的AVSL表达式；表达式；其分析思路如下：其分析思路如下： 五、完整的频率响应曲线五、完整的频率响应曲线 将以上在中频段、低频段和高频段分别求出的电将以上在中频段、低频段和高频段分别求出的电压放大倍数进行综合，就可以得到基本共射放大电路压放大倍数进行综合，就可以得到基本共射放大电路在全频率范围内的放大倍数的表达式：在全频率范围内的放大倍数的表达式：)ffj)(ffj(AAHLVSMVS 11MVHLL0 0 VSSHAAfffffff ，时，时，当当LVHHL0 VSSAAffffff ，必有必有时，时，接近于接近于当当HVLLH0 VSSAAffffff ，必有必有时，时，接近于接近于当