第5章放大电路的频率响应ppt课件

1、5.1 频率呼应概述频率呼应概述 5. 2 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型第五章第五章 5. 3 单管放大电路的频率呼应单管放大电路的频率呼应 5. 4 多级放大电路的频率呼应多级放大电路的频率呼应 fOAum1. 1. 频率特性频率特性(f)ff )( A )(AAuu uAu( f ) 幅频特性幅频特性 ( f ) 相频特性相频特性0.707AumfOAuf L 下限截止频下限截止频率率 f H 上限截止频率上限截止频率 2. 频带宽度频带宽度(带宽带宽)BW(Band Width)BW = f H - f L f H5.1 频率呼应频率呼应概述概述fLfH5.1.1 频率呼应的

2、概念频率呼应的概念第五章第五章_+_CRRCCRRUUAu 1/j11 j/1 io ffL j11 令令 1/RC = L 那么那么 fL = 1/2 RC一、一、RC RC 高通电路的频率特性高通电路的频率特性1、电路、电路fL 称为下限截止频率称为下限截止频率,简称下限频率简称下限频率5.1.2 简单简单 RC 低通和高通电路的频率特性低通和高通电路的频率特性第五章第五章超前超前f/f arctan L )/(11 2L ffAu f 10 fL20lg|Au| = 0 dB 0 f = fL20lg|Au| = 20lg0.7071 = -3 dB 45 f 0.1 fL20lg|Au

3、| = -20lg f / fH 90 AU1 90450Off2. 频率呼应频率呼应幅频特性幅频特性相频特性相频特性第五章第五章二、二、RC 低通电路的频率特低通电路的频率特性性1. 电路电路RCoUiU j11 j /1j /1 ioRCCRCUUAu H j11ff 令令 1/RC = H那么那么 fH = 1/2 RCfH 称为上限截止频率称为上限截止频率,简称上限频率简称上限频率第五章第五章 90 0 H ；时时，uAff 45 0.707 21 H ；时时，uAfffO|Au |10.707O45 90 fHf幅频特性幅频特性相频特性相频特性2. 频率呼应频率呼应 )/(11 2H

4、 ffAu H arctan f/f 滞后滞后 0 1 , 0 ；时时uAf第五章第五章例例 5.1.1求知一阶低通电路的上限截止频率。求知一阶低通电路的上限截止频率。0.01 F1 k1 k1/1 k0.01 FRCf 21HF01. 0k5 . 014. 321 kHz)(8 .31 例例 5.1.2知一阶高通电路的知一阶高通电路的 fL = 300 Hz，求电容，求电容 C。500 C2 kRfCL21 2500Hz30014. 321F)(212. 0 戴维宁定理等效戴维宁定理等效第五章第五章5.1.3 频率特性的波特图频率特性的波特图f / fH020lg|Au |/dB20045

5、90fH400.1 1 10 1000.1 1 10f / fH频率特性频率特性波特图波特图90 f0|Au |10.707045 fHf 3 dB 20 dB/十倍频十倍频 45/十倍频十倍频H/ arctan ff )/(11 2 HuffA 第五章第五章双极型三极管双极型三极管 物理模型物理模型1 1物理模型物理模型rbe- re归算到基极回路的电归算到基极回路的电阻阻 -发射结电容，也用发射结电容，也用C这一符号这一符号Cbe-集电结电阻集电结电阻rbc -集电结电容，也用集电结电容，也用C这一符号这一符号 Cbc rbb -基区的体电阻，基区的体电阻，b是假是假想的基区内的一个点。想

6、的基区内的一个点。 - 发射结电阻发射结电阻 re一、混合一、混合型高频小信号模型高频小信号模型型 5. 2 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型第五章第五章 高频混合高频混合型小信号模型电路图型小信号模型电路图2 2混合混合型微变等效电路型微变等效电路课本课本P215eCcbbCebUmgeb rbb r第五章第五章eCcbbCebUmgeb rbb r二、简化的混合二、简化的混合模型模型-忽略忽略rbc 、 rceBQTEQTebebbbbeIUIU)1( rrrrebbebebmbcIUUgIIr 据据mV26IUIgEQTEQebm r得得二、简化的混合二、简化的混合模型模型-忽略

7、忽略rbc 、 rce第五章第五章据密勒定理据密勒定理 C)K1(C)K1(C C)K1(CCCC CCK1KCK1KCeCbbbbce(c)c(d)bb rbb reb reb r C CCebUmgebUmg单向化的混合单向化的混合模型模型第五章第五章CEUbcII 5.2.2 5.2.2 电流放大系数电流放大系数的频率呼应的频率呼应)CC(21j1)CC(j1geb0ebebm rfffrr共发射极接法的截止频率共发射极接法的截止频率(beta cut off frequency)ebm0g r 中频中频eCcbbCebUmgeb rbb r1. 与频率与频率 f 的关系的关系第五章第五

8、章 = 0.707 0f 共发射极截止频共发射极截止频率率fT 特征频率特征频率 = 1可求得：可求得：)(21 Cbebeb CCrf fCCgf0cbebmT )(2 同样可求得：同样可求得：)(21 cbebe CCrf f)1 (0 可见：可见： fff T f f o o0.707 o1fTO课本课本P2172.2.的频率呼应曲线的频率呼应曲线第五章第五章RLRSRb+VCCRcsU cbbCbb rRceRSRLCRbsU eb rebUmgiU oU 5. 3 单管放大电路的频率呼应单管放大电路的频率呼应为了既可以阐明问题，又为了既可以阐明问题，又能简化分析，采用右图所能简化分析

9、，采用右图所示的共射根本放大电路示的共射根本放大电路 , ,以下图为思索频率呼应的以下图为思索频率呼应的简化交流等效电路简化交流等效电路第五章第五章)Rg(RRRRRRRARRRUUALbeebsiibeLsiiumsiisousmm rrr大电容大电容(C1, C2, Ce) 小电容小电容(C 等等)高频段高频段中频段中频段低频段低频段频段频段Xc=1/jwC小小大大0 (短路短路) (开路开路)0 XcXccbbbb rRceRSRLRbsU eb rebUmgiU oU 1. 中频特性中频特性第五章第五章2. 频率特性：频率特性：第五章第五章RLcbbCbb rRceRSCRbsU eb

10、 rebUmgiU oU CeRSRLCsU oU RCoU ebU cb戴维南等效电路戴维南等效电路)/RR;(URRRUUbeebbbbebeebbeebbissiiiSrrrrrrrr ebcmoURgU )RR(Rsbsbbeb/r/rCeRLCsU oU RCoU ebU cbSR 2. 频率特性：频率特性：第五章第五章第五章第五章ooebosebsssousUUUUUUUUUUA )CR(Rj1111CRj11ALcsusm )j1)(j1(1Aj11j11AHLHLusmusmffffffff ,f,f,f 2)CR(R21CR21LcLsH其中其中CeRLCsU oU RCoU

11、 ebU cbSR 2. 频率特性：频率特性： )j1)(j1 (1AAHLusmusffff)j1(1ALusmff usmusAA )j1 (1AHusmff 低频低频中频中频高频高频2. 频率特性：频率特性：1iS1L)CR(R21 fes2b1bbeeLe)C1RRR(R21 /r/f输入耦合电容所确定的下限频率为输入耦合电容所确定的下限频率为发射极旁路电容所确定的下限频率为发射极旁路电容所确定的下限频率为第五章第五章完好的单管共射放大电路的频率特性完好的单管共射放大电路的频率特性将前面画出的单管共射放大电路频率特性的中频段将前面画出的单管共射放大电路频率特性的中频段 、低频段和高频段

12、画在同一张图上就得到了如下图低频段和高频段画在同一张图上就得到了如下图的完好的频率特性波特图。的完好的频率特性波特图。 共射电路完好波特图共射电路完好波特图单管共射电路完好的电单管共射电路完好的电压放大倍数表达式，压放大倍数表达式， )j1)(j1 (1AAHLusmusffff第五章第五章增益带宽积增益带宽积( (常数常数) )结论：频率升高，结论：频率升高， Ausm Ausm 减小减小 输出相位滞后输出相位滞后 增益带宽积为常数增益带宽积为常数 C)Rr (21AASbbHusmbwusmfffbw = fH - fL fH第五章第五章 假设放大器由多级级联而成，那么，总增益假设放大器由

13、多级级联而成，那么，总增益)()()()()()(A20)(A20)(A20)(A20)(A20)(A)(A)(A)(A)(Akn1kn21ukn1kun2u1uun1kukun2u1uufffffflgflgflgflgflgfffff 5. 4 多级放大电路的频率呼应多级放大电路的频率呼应第五章第五章5.4.1 多级放大器的上限频率多级放大器的上限频率fH 设单级放大器的增益表达式为设单级放大器的增益表达式为)(1 )(1)(1 A)(Aj1Aj1Aj1AAj1AA2Hn22H21HumuHnumn2H2um1H1umuHkfffffffffffff)f(ff)f(umkuk 则：则：第五

14、章第五章)ffarctan()ffarctan()ffarctan(fHn2H1H)( 式中，式中，|Aum|=|Aum1|Aum2|Aumn|为多级放为多级放大器中大器中频增益。当频增益。当f = fH时，时，2)(1 )(1)(1 2A)(A2HnH22HH21HHumu fffffff第五章第五章展开为：展开为：2)(12HkHn1k 高高次次项项ff2Hkn1kHf11 f忽略高次项：忽略高次项：2Hkn1kHf1111 .f修正：修正：5.4.2 多级放大器的下限频率多级放大器的下限频率fL 设单级放大器的低频增益为设单级放大器的低频增益为第五章第五章)(1 )(1)(1 A)(Aj1Aj1Aj1A)(Aj1A)(A2Ln22L21LumuLnumn1L2um1L1umuLkffffffffffffffffumkuk 则：则： 解得多级放大器的下限频率近似式为解得多级放大器的下限频率近似式为122)(1 n11LLn2L1Ln1k2Lk2