模拟电子电路课件第5章

1第5章放大电路的频率响应25.1频率响应概述

在放大电路的通频带中给出了频率特性的概念---

幅度频率特性相位频率特性这些统称放大电路的频率响应。3例：某放大器的频率响应通频带(带宽)::上限频率:下限频率4

因放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频率成分信号的延时不同，从而使输出波形产生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。放大器的输入信号不是单一频率的正弦信号一群不同频率的信号通过滤波器产生的延时(群延时)幅频失真和相频失真是线性失真。5产生频率失真的原因是:1.放大电路中存在电抗性元件，例如耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等;例：X=1/jc，在一定频率范围内，大电容短路处理、小电容开路处理低频和高频时会产生较大误差

2.三极管的()是频率的函数。

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。6

幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标,相频特性的X轴采用对数坐标。

这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。一、波特图7系统传递函数的频率特性的表达式

波特图的表达式：

幅频特性(分贝)：小信号放大器是线性时不变系统8相频特性：

幅频特性及相频特性都是各因子的代数和。作波特图时，可以在图上分别作出各因子的因子图然后求代数和，则得到整个系统的波特图。91.常数因子102.jω因子113.一阶极点因子转折点频率12

当时，幅频特性将以十倍频20dB的斜率下降，或写成-20dB/dec。在处的误差最大，有－3dB。

当时，相频特性将滞后45°，并具有

-45/dec的斜率。在0.1和10处与实际的相频特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。

134.一阶零点因子14例：已知某放大电路的电压增益频率表达式为：

试画出该电路的波特图（包括幅频特性和相频特性）15上限频率：16例：1718二、RC低通电路

RC低通电路其电压放大倍数(传递函数)为返回19

由以上公式可做出如图所示的RC低通电路的近似频率特性曲线：RC低通电路的频率特性曲线上限截止频率20三、RC高通电路

其电压放大倍数为：式中 下限截止频率、模和相角分别为返回21RC高通电路的近似频率特性曲线

由以上公式可做出如图所示的RC高通电路的近似频率特性曲线：下限截止频率221.混合π型高频小信号模型

混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的，如图所示（共发射极接法）。物理模型5.2晶体管的高频等效模型23---集电结电阻rbb'---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。rb'e---发射结电阻

表示三极管的正向控制作用管子输出电阻

---发射结电容，也用C这一符号---集电结电容，也用C这一符号24简化的低频小信号混合等效电路

255.4共发射极放大器的频响

一、共发放大器的低频响应

低频区的小信号等效电路

262728回顾29303132

等效电路

是指在VCE一定的条件下（Q点上），在等效电路中可将CE间交流短路，于是可作出如图等效电路。二、共发放大器的高频响应

（1）电流放大系数β的频响33由此可求出共射接法交流短路电流放大系数。

34当β=1时对应的频率称为特征频率fT，且有fT≈β0f

当20lgβ下降3dB时,频率f称为共发射极接法的截止频率β的幅频特性和相频特性曲线35当f=fT时,有因fT>>f,所以,fT≈β0

f36（2）共发射极放大器高频等效电路高频混合π型小信号模型电路

这一模型中用代替，这是因为β本身就与频率有关，而gm与频率无关37

由此可见gm是与频率无关的0和rb’e的比，因此gm与频率无关。若IE=1mA，gm=1mA/26mV≈38mS。gm称为跨导，还可写成

β0反映了三极管内部，对流经rb’e的电流的放大作用。是真正具有电流放大作用的部分，β0

即中频时的β。38密勒定理39

密勒电容40简化高频小信号电路41戴维南等效回顾4243共发放大器的高频区波特图44三、全频段小信号模型

共发射极接法基本放大电路从低频到高频的全频段小信号模型，如右图所示。CE接法基本放大电路全频段微变等效电路45

设fL1＞fL2，可以画出单级基本放大电路的波特图46