模电放大电路的频率响应

片头4第4章放大电路的频率响应

CAI江苏大学电气信息学院 主讲：杨建宁14.1频率响应的基本概念和波特图

4.1.1频率响应的基本概念1.频率响应和通频带

频率响应定义幅频特性Au(f)＝Uo/Ui（实数）相频特性中频段的电压增益AuM截止频率： 当Au在下降到0.707AuM（1/AuM）ƒL下限截止频率ƒH上限截止频率。ƒBW通频带 ƒBW＝ƒH–ƒL

≈ƒH

放大电路通频带必须包括信号频带。

24.1.2RC低通电路的频率响应通频带（0，ƒH）1.RC低通电路2.电压传输系数的幅频特性和相频特性=–arctg(f/fH)

3.通频带和上限截止频率34.频率特性的波特(Bode)图画法P/110取点

横坐标的取法：对数刻度。十倍频程在横坐标上所占的长度相等(2)幅频特性纵坐标的取法：对数刻度20lgAu，单位是分贝(3)相频特性纵坐标的取法度(°)表示 20lgAu=–10lg

[1+(ƒ/ƒH)2]ƒ201gAu＜

＜ƒH≈–10lg1=0dB≈0°0.1ƒH=0dB–5.71°ƒH≈–3dB–45°10ƒH≈–20dB–84.29°100ƒH≈–40dB–90°44.1.3RC高通电路的频率响应

通频带（ƒL，∞

）1.RC高通电路2.电压传输系数的幅频特性和相频特性=90–arctg(f/fL)

3.通频带和下限截止频率54.频率特性的波特(Bode)图画法P/11020lgAu=20lg(ƒ/ƒL)—10lg[1+(ƒ/ƒL)2]=90°—arctg(ƒ/ƒL)

65.一阶高/低通频率特性波特图画法总结☆

P/1

幅频特性（2折线）

①转折频率 ƒP=1/2πRC ②通带增益分贝=0 ③±20dB/DEC（+高通；–低通；）相频特性（3折线）①定转折频率 0.1ƒPƒP10ƒP②0.1ƒH→90° ƒH→

45°

10ƒH→0° 0.1ƒL→0°； ƒL；→

–45°

10ƒL→–90°③±45°dB/DEC（–高通；+低通；）高阶，放大电路基础6.最大误差估计

幅频特性在转折频率处： –3dB相频特性：

0.1ƒP和

10ƒP

△

5.71°☆

74.2基本放大电路的高频响应

4.2.1放大电路频率响应研究方法分低、中、高频段（各自交流等效电路找出各个独立的RC低通或高通电路）

耦合电容、旁路电容影响低频率特性晶体管的结电容、电路的分布电容影响高频率特性求出相应的RC时间常数和截止频率，画出该频段的频率特性。“时间常数法”如果在同一个RC电路中起作用的电容不止一个(例如在低频段，Cl、CE忽略其他电容的作用。求出τ进行比较，对低频段找最小的时间常数τ(对应ƒL)；对高频段找最大的时间常数τ(对应最小的ƒH)。相差4～5倍以上，就只考虑主要的τ，如果τ很接近，则4.4节办法。84.2.2BJT的高频物理模型——混合参数π形等效电路P/121单向化π效电路的简化高频共射混合参数π形电路BJT的共射混合参数H形电路（低频）结论rbb’=rbe–rb’e已知C’π=Cπ+(1+K)Cμ

K=gmR’LCπ=gm/（2πƒT）91．从贩结构精引出估物理为模型P/霞11锅0re是发遣射区哲的体虑电阻雷，其店值很株小可秋以略告去。rc是集细电区娱的体折电阻海，与相潜串联喝的反朵偏的呀集电提结电宜阻rb’e可略韵去rb’e一般逼是兆便欧(MΩ绪)，可近舍似开色路。rb’b是基随区的猪体电吹阻，其值储在几株欧～演几百兆欧范沸围内族，rb’e是发承射结返动态浇电阻申，rb’e(Ω牛)=吵26谈(m索V)恋/IE(mA)。gmb’e受发级射结脏电压居控制介的集猫电极详电流(压控必电流纸源)。流过央电容Cb’e的容斥性电党流，档对集如电极电流斗无贡伯献，多只有偿能影模响集巧电极箩电流裳。与之娃间不金再成光比例叮关系先，其中gm=ΔiC/ΔuBE是跨俘导，复单位极是mS。2．混捡合参窜数π形等识效电损路103．混冠合参矮数与H参数鼠的关羊系简化室的H参数膛电路低中另频时开的π电路P/110密勒定理

4．混合参数π形等效电路的简化114.逃2.孟3BJ竞T共射湿电流罢放大疾系数β的频宰率响域应P/迅12呢1信号壁直流荐或低牵频时袋频率大不高明时，β=β0实常丝式数信号猪频率抹较高赛时，BJ扭T内载术流子概的运挖动将摔不能册及时悦跟上畅信号孔的变晕化，产生卫了相慈位差暖，β成为汗复数企，β随频格率升仁高而校下降伪，是卧频率价的函脚数2．特绸征频羞率ƒT其与ƒβ、Cπ关系特征绿频率巡寿，ƒT是β下降谈到1时的巴频率124.戒2.严4基本炮放大俗电路爸的高暑频响荷应P/呜12金1思路慕：高支频交受流等朝效电弱路到斧一阶杆低通柄电路1.中频眉段2．高锋频段134.面3基本功放大挥电路断的完锤整的旱频率肠响应4.嘉3.馋1基本猾放大懂电路暖的低脑频响代应放大念电路扮在低坟频时柿的交罢流等迹效电乔路。输入料回路择等效勾一阶动高通144.除3.呼2完整在的单姥管共闸射放霜大电肃路的都频率司特性P/悄12戚1☆组合15例4–1P/瓜1在图秧电路稼中，BJ科T型号费为3DG旱8，由手齿册查蔽出其Cμ=4霞pF，ƒT=1铸50讨MH芬z，β=5己0，电源电压VCC=1笛2V，其他族参数垃如图生所示姿。试计溪算该暴放大才电路奏的中虽频电轻压增笼益、下限希和上艇限截普止频及率、贝通频岁带，画出售波特屿图。桂设UBE栋Q=0铅.7逢V，rbb=3夫00嫌Ω。(1熄)求静染态工君作点ICQ=5珠0×0.絮02厘mA雅=1授mA(2拘)计算下中频查电压黄增益Aus剂M(3时)计算甘下限菠截止揭频率ƒL=—72柔.8画出军低频枣交流矛电路集（等壳效一奇阶高料通）暴（可后以H模型斩）PF库1416(4也)计算割上限航截止旗频率ƒHP/从11中0画出婶高频偿交流某电路饭（等祝效一器阶低昆通）驻（π模型举）PF望13C’π=Cπ+(蜂1+棋gmR’L)Cμ=久41价+勺(镇1+挤38羡.5灵×3胀.2确)×间4蛛=氧53没8pFR’S=RS//RB=(息0.我6/召/5颠60袜)邮≈0迟.6骆k氧ΩR=rb’e//丝式(rbb目’+R’S)顶=[齿1.暑3/搏/跟(0洪.3匹+0政.6野)]山≈镇0.峡53菌k零Ω参考PF骆9P2消14(5毒)求通命频带ƒBW=毒ƒH–ƒL≈ƒH=0.56裙M风Hz(6石)画波尸特图17(6羽)画波堆特图P/旅11煌0184.工3放大教电路肃频率险响应蜡的改抚善和匠增益转带宽连积P/散12樱11.对放凤大电慎路频疯率响糖应的六要求为了奔减少嘴频率动失真摔，放势大电铸路的痰通频拦带应藏该覆窑盖输撑入信挥号占喝有的滑整个革频率范围冲。ƒL≤ƒLS，ƒH≥ƒHSƒBW不可庄以太豆宽，缺因为宽放大解电路治通频竹带越确宽，有它受旬干扰旷和噪牌声的秋影响街也越颈大。2.放大翼电路忽频率宫响应蔬的改是善（1）减小ƒL，改善受低频默响应抱，皆回路房诚电阻R和C1(或C2CE)时间狸常数幅变大湖。(2犁)增大ƒH，改善竿高频沈响应兄，回村路电号阻R和C’π和C’μ时间昨常数违变小Rs，rbb灯’小C’π=Cπ+(必1+K)Cμ，(1尸+K)Cμ>>Cπ。因此景，要断使C’π小，应选束用ƒT高、Cμ小的台高频释管，减小K=gmR’L。但是壶减小gmR’L会使证放大太电路酸的Aus点M下降只。（3）引怎入负乳反馈ω滋=1览/R贩C193．放惭大电汁路的零增益坊带宽钟积P/决11惊0扩展蜜放大督电路踩的通度频带框和提塑高电供压增炮益之参间是狗矛盾产的。定义腔综合男指标——增益答带宽剃积GB脾P（Ga奸in–Ba瓜nd抚wt携h–Pr苦od兄uc根t）来衡芦量。增益墓带宽紧积基疗本为翠常数GB狡P=参考P1陕33要放以大电斥路的岔通频哭带宽累，又泻要使母它的视电压雹增益妥高，顶则应佣选用Cμ和rbb’都很禾小的昂高频笋管。管子遗和信亩号源故选定鱼后，召放大构电路撞的GB泥P就大关体固匆定。律如果景要把慰通频专带扩击大几连倍，览则电丛压增杜益就浴要减漫小同终样的迈倍数内。推断店：共运集放宁大电桂路ƒH要比当共射铲放大担电路欧高1～2个数辰量级逆，因为篇共集渠放大豆电路职的Au≈1，比共红射放寒大电停路低1～2个数堡量级佣。204.扣4多级启放大野电路安的频葡率响拒应4.穿4.迟1多级梦放大堡电路管的频泛率响搭应表克达式霉和波仔特图1.频率看响应扯表达棒式多级挤放大稻电路摘的波折特图户：对替应于肤同一呈频率廉的各竭级纵谎坐标央叠加2.波特捐图21例4–2P2臂27P/速14黄9已知井两级乞放大胡电路岸的20大1gAuM想1=2奸