第三章放大电路的频率响应

模拟电子技术第三章放大电路的频率响应第三章

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。一、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OffLfHBWAum0.707Aum-90º-180º-270ºf0二、下限频率、上限频率和通频带fLfHBWAum0.707AumOffL

：下限频率；fH

：上限频率BW：通频带BW=fH

-

fL三、频率失真(a)幅频失真(b)相频失真四、波特图放大电路的对数频率特性称为波特图。

40

20

6

3

0

-3-20-4010010210.7070.10.01五、

高通电路和低通电路+_+_CR

RC

高通电路令：ＲＣ高通电路则有：对数幅频特性：

实际幅频特性曲线：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。0.1fLfL

10

fLf0-20-403dB最大误差为3dB，发生在f=fL处20dB/十倍频对数相频特性5.71º-45º/十倍频fL0.1fL

10

fL45º90º0

f误差由式可得，在低频段，高通电路产生0~90°的超前相移。5.71ºRC

低通电路+_+_CR令：则：低通电路的波特图对数幅频特性：0.1fHfH

10

fHf0-20-403dB-20dB/十倍频对数相频特性：fH

10

fH-45º5.71º5.71º-45º/十倍频-90º0.1fH0f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

：为值下降至时的频率。0：低频共射电流放大系数；对数幅频特性fTfOf20lg0-20dB/十倍频f0对数相频特性10f0.1f-45º-90º一、共射截止频率f值下降到0.7070

(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3dB。二、特征频率fT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：三、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

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：C1Rb+VCCC2Rc+++Rs+~+

单管共射放大电路

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。一、混合

型等效电路１.混合

型等效电路(a)三极管结构示意图c

be

(b)等效电路

++bce２.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：

bce

bce通过对比可得则则一般小功率三极管３.混合

型等效电路中电容

++bce：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！

++bce图

3.3.2(b)等效电路密勒定理：用两个电容来等效Cbc

。分别接在b、e和c、e两端。单向化的混合

型等效电路e

bc++其中：电容值分别为：二、阻容耦合单管共射放大电路的频率响应C1RcRb+VCCC2RL++++~Rs+将C2

和RL

看成下一级的输入耦合电容和输入电阻。1.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

bce

+Rb~+++RcRs由图可得2)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。２.低频段考虑隔直电容的作用，其等效电路：

bce

+Rb~+++RcRsC1

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(-3dB)频率为：则３.高频段考虑并联在极间电容的影响，其等效电路：

bce

+Rb~+++RcRs考虑并联在极间电容的影响，其等效电路：

ce

+~++Rc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。

ce

+~++Rc图中——C

与R

构成RC

低通电路。高频时间常数：上限(-3dB)频率为：４.完整的波特图绘制波特图步骤：根据电路参数计算、fL

和

fH

；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20dB/十倍频直线；高频段：f=fH

开始增加，作斜率为–20dB/十倍频直线。由五段直线构成相频特性。幅频特性fOfL-20dB/十倍频fH20dB/十倍频-270º-225º-135º-180º相频特性-90º10fL0.1fL0.1fH10fHfO5.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。三、直接耦合单管共射放大电路的频率响应fHfO-270º10fH-20dB/十倍频-180º0.1fH-90ºfO3.4多级放大电路的频率响应一、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fHfL幅频特性fOfL1fH16dB3dB3dBBW1BW一级二级相频特性-270º-360ºfL1fH1fO-540º-