模电频率响应

1、4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应4.7.2 单极放大电路的高频响应 RC低通电路的频率响应 RC高通电路的频率响应4.7.3 单极放大电路的低频响应4.7.4 多级放大电路的频率响应 多级放大电路的增益 多级放大电路的频率响应 低频等效电路 低频响应4.7 放大电路的频率响应4.7 放大电路的频率响应 阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射极旁路电容及三极管的结电容等，它们的容抗随频率变化，故当信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。 共射极放大电路TRbC1C2Rc+VccRL 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频率响应。

2、4.7 频率响应在放大电路的高频区，影响频率响应的主要因素是: 管子的极间电容和寄生电容等，它们对高频响应的影响可用RC 低通电路来模拟。在放大电路的低频区内，影响频率响应的主要因素是: 耦合电容和射极旁路电容，可用RC高通电路来模拟。在放大电路的中频区，耦合电容和旁路电容视为交流短路，极间电容和寄生电容视为开路，增益和相位差基本为常数。4.7.1单时间常数的频率响应1、RC低通电路的频率响应（1）频率响应表达式：令：则：幅频响应：相频响应：ViV0输入超前输出fH是频率很低和频率很高时 两条渐近线的交点。（2） RC低通电路的波特图最大误差 -3dB0分贝水平线斜率为 - 20dB/十倍频程

3、 的直线幅频响应：f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍频程3dB(用对数坐标:分贝)(10倍)相频响应电压是滞后于输入电压的，最大滞后90o。f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍频程f0.1fH0fH10fH100fH-45-90其中fH是一个重要的频率点，称为上限截止频率。 频率较低时,AV1,输出与输入电压的相位差=0。可见：随着频率的提高,AV下降，相位差增大，且输出3dB2. RC高通电路频率响应（1）频率响应表达式：令：(幅频响应)(相频响应)ViV03.7.3则：输出超前输入（2） RC高通电路的波特图f0.01fL00.1f

4、L fL10fL-20-40最大误差 -3dB斜率为 20dB/十倍频程 的直线幅频响应20dB/十倍频3dB 可见：当频率较高时，AV 1，输出与输入电压之间的相位差=0。随着频率的降低， AV 下降，相位差增大，且输出电压是超前于输入电压的，最大超前90o。f0.01fL00.1fL fL10fL-20-4020dB/十倍频相频响应f0.01fL00.1fL fL10fL90453dB其中，fL是一个重要的频率点，称为下限截止频率。半功率点频率：当: 时，当 时，分贝数定义：-3dB频率：短路和开路时间常数CS为耦合电容，CP为负载电容。传递函数：其中：s和p为时间常数。CS影响低频，CP

5、影响高频，在低频时， CP可视为开路，信号源短路，计算等效电阻和电容 开路时间常数高频时， Cs可视为短路 短路时间常数 4.7.2 单管共射放大电路的高频响应 图3.3.1考虑极间电容的共射极放大电路VSTRbC1C2Rc+VccViV0 一、BJT的高频小信号建模混合型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的。 rbb 基区的体电阻rbe发射结电阻 b是假想的基区内的一个点。Cbe发射结电容rbc集电结电阻Cbc集电结电容受控电流源，代替了 1. BJT的混合型模型 （2）用 代替了 。因为本身就与频率有2.BJT的混合等效电路特点：（1）体现了三极管的电容效应 关，而gm与频率无关。

6、+bccbeCreg+bbbbemvbberbcrvbercevbe+vce+icibrbc很大，可以忽略。rce很大，也可以忽略。3、简化的混合等效电路高频时，模型中的参数可以通过实验测得。C+bccbeCreg+bbbbemvbberbcrvbercevbe+vce+icib+bccbeCreg+bbbbemvbbervbevbe+vce+icibC低频时，忽略电容，混合模型与小信号模型等效。所以4. 混合参数的估算由：又因为从手册中查出所以忽略Cbc和Cbe高频等效电路：（rbc、 rce很大，可略）低频等效电路：（略去Cbc和Cbe）简化的混合等效电路5. BJT的频率参数f、 fT根

7、据定义： 将c、e短路。得：其中：+ev+v bbbbeirbe C+CbebebccvmbBebgric-共发射极截止频率 当20lg下降3dB时对应的频率ff00-20dB/十倍频程fT当fT f 时, 可得： fT 0 ff共发射极截止频率fT特征频率做出的幅频特性曲线： fT ：当的频响曲线以一20dB十倍频程的斜率下降， 直至增益为0dB时的频率。当=1时对应的频率CbeCbc 对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频段加以研究。1 .中频段 所有的电容均可忽略。可用前面讲的微变等效电路分析中频电压放大倍数：4.7.3 单极共射放大电路的频率响应型高频等效电路等效电路2. 高频

8、响应 型高频等效电路 对节点 c 列KCL得： 电路简化忽略 的分流得称为密勒电容等效后断开了输入输出之间的联系最后： 电路简化高频响应由电路得电压高频增益：又其中：上限频率：共射放大电路高频段的波特图幅频响应 ： 相频响应 ： 用 RC 低通电路来模拟f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍频程f0.1fH0fH10fH100fH-45-903dB 解：模型参数为：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：试计算它的低频电压增益和上限频率。低频电压增益为又因为所以上限频率为例 4.7.3单级放大电路的低频响应 三极管的极间电容可视为开路，耦合电容Cb1、Cb2不能忽略。低

9、频电压放大倍数：该电路有 一个RC高通环节。 有下限截止频率ib+S-v+iS+R-vviLRr-beiobbbRcc+ReCCb1Cb2共射放大电路低频段的波特图幅频响应 ： 相频响应 ： f0.01fL-1800.1fL fL10fL-90-135f0.01fL0.1fL fL10fL20dB/十倍频用 RC 高通电路来模拟f-180fHfL-225-270ffHfL-20dB/十倍频程-135-9020dB/十倍频程下限截止频率上限截止频率耦合、旁路电容造成。三极管结电容、 造成高频区中频区低频区0.1fL10fH4. 完整的共射放大电路的频率响应（1）通频带：（2）带宽-增益积：fbw

10、AvmBJT 一旦确定，带宽增益积基本为常数两个频率响应指标：# 如何提高带宽？4.7.5 多级放大电路的频率响应 多级放大器的耦合方式一、多级放大电路1.阻容耦合优点： 各级放大器静态工作点独立。 输出温度漂移比较小。缺点： 不适合放大缓慢变化的信号。 不便于作成集成电路。2.直接耦合优点： 各级放大器静态工作点相互影响。 输出温度漂移严重。缺点： 可放大缓慢变化的信号。 电路中无电容，便于集成化。 前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗 后级的输入阻抗是前级的负载1. 两级之间的相互影响2. 电压放大倍数（以两级为例）注意：在算前级放大倍数时，要把后级的输入阻抗作为前级的负载！扩展到n级：二.

11、多级放大电路的分析Vi1A2A1 前级的开路电压是下级的信号源电压3. 输入电阻4. 输出电阻Ri=Ri（最前级） (一般情况下）Ro=Ro（最后级） (一般情况下） 多级放大电路的上下限频率与各级上下限频率的关系: 多级放大电路的放大倍数提高了,但通频带比它的任何一级都窄。1基本放大电路的组成。 BJT加上合适的偏置电路（偏置电路保证BJT 工作在放大区）。2交流与直流。正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方便，常将两者分开讨论。直流通路：交流电压源短路，电容开路。交流通路：直流电压源短路，电容短路。3三种分析方法:（1）估算法（直流模型等效电路法）估算Q。（2）图解法分析Q（Q的位置是否合适）；分析动态（最大不失真输出电压）。（3）微变等效模型法(交流)分析动态（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）。本章小结4三种组态:（1）共射AV较大，Ri、Ro适中，常用作电压放大。（2）共集AV1，Ri大、Ro小，适用于信号跟随、信号隔离等。（3）共基AV较大，Ri小，频带宽，适用于放大高频信号。5多级放大器:两种耦合方式：阻容耦合与直接耦合。电压放大倍数：AV=AV1AV2A