第三章放大器的频率特性剖析课件

第3章放大器的频率特性

1为什么要研究放大电路的频率响应

为什么放大电路在高频段和低频段放大倍数值会下降且会产生附加相移什么是上限截止频率、下限截止频率、通频带、波特图如何构造晶体管的高频等效电路如何求取单管放大电路的频率响应23

3.1

频率响应的基本概念3.1.1频率响应的基本概念

1

频率响应和通频带在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。34其中普通音响系统放大电路的幅频响应高频区中频区低频区3dB频率点（半功率点）3dB频率点（半功率点）52频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同产生的失真基波二次谐波输入信号输出信号基波二次谐波相位失真：对不同频率的信号相移不同产生的失真63用分贝（dB)表示放大倍数74对数频率响应－波特图纵轴：

横轴：幅值——用dB表示相位——用度表示8影响放大电路频率响应的因素频段低频段中频段高频段影响因素耦合电容、旁路电容不可忽略，结电容视为开路。耦合电容、旁路电容视为短路，结电容视为开路。耦合电容、旁路电容视为短路，结电容不可忽略。放大倍数变化情况放大倍数幅值下降，产生超前的附加相移。放大倍数幅值不随频率变化而变化，只有固定相移。放大倍数幅值下降，产生滞后的附加相移。分析方法采用低频等效电路，计算下限截止频率。采用中频等效电路，计算中频放大倍数。采用高频等效电路，计算上限截止频率。93.1.2频率特性的基本概念

对低频段,由于耦合电容和射级旁路电容的容抗变大,低频段时1/ωC<<R不成立。电容不能视为短路，等效电路如图所示。10对高频段,影响频率响应的主要因素是三极管极间电容和接线，这两者电容在电路中与其他支路是并联的，等效电路如图所示。11基本RC电路的频率响应(1)RC低通电路12•滞后••••fO|Au

|10.707O–45–90

fHf幅频特性相频特性13频率特性的波特图f/fH0•20lg|Au

|/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH频率特性波特图•–90

f0|Au

|10.7070–45fHf–3dB–20dB/十倍频–

45/十倍频•14（2）RC高通频率特性•••令1/RC=L则fL

=1/2RC超前RC••15f10fL20lg|Au|=0dBf=fL20lg|Au|=20lg0.7071=-3dBf0.1fL20lg|Au|=-20lgf/fH超前

RC高通电路的频率特性曲线16f/fH0•20lg|Au

|/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH17共射基本放大电路的频率特性183.2单级放大器的频率响应

3.2.1晶体管高频混合π型等效电路

3.2.2单级晶体管频率响应分析电容耦合共射放大器

3.2.3晶体管的高频参数

19三极管的物理模拟电路

BEBCrbbrberbcCbcCbe3.2.1晶体管高频混合π型等效电路20

混合π型等效电路21

1．密勒定理密勒定理原理图22

简化过程结论23

2．简化混合π型等效电路单向化的混合π型等效电路

24单向化的混合π型等效电路c

b

C

K

'

)

1

(

&

-

25

简化混合π型等效电路26(1)中频区频率响应的分析(2)低频区频率响应的分析(3)高频区频率响应的分析(4)完整的幅频特性和相频特性曲线电容耦合共射放大器频率响应分析

271．中频区频率响应的分析特点：所有电容的影响均可忽略不计。结论：电压放大倍数与频率无关28

中频区等效电路29

中频区电压放大倍数302．低频区频率响应的分析低频区等效电路

低频区电压放大倍数

幅频特性

相频特性

特点：考虑C1,C2,Ce的作用31(1).低频等效电路32(2)考虑Cb1单独起作用,放大电路呈现高通电路特性中频增益转折频率33频率特性34(3)考虑Cb2单独起作用,放大电路呈现高通电路特性转折频率35(4)考虑Ce单独起作用,放大电路呈现高通电路特性转折频率36(5)总的低频响应若其中一个频率大于另外两个频率的4倍以上，则近似取该频率为下限截止频率，通常Ce决定的转折频率比较大373.高频区频率响应的分析

高频区等效电路

高频区电压放大倍数

幅频特性

相频特性

特点：考虑电容38

高频区等效电路39

高频区简化等效电路40

高频区电压放大倍数41

幅频特性42

相频特性434．完整的幅频特性和相频特性曲线

44完整的幅频特性和相频特性曲线453.2.3晶体管的高频参数

1．共射截止频率

2．特征频率

3．共基截止频率

46

1．共射截止频率定义：高频时将随频率的升高而下降。当下降到中频数值的0.707时的频率，称为共射截止频率。等效电路

47

求

的等效电路48

计算49

2．特征频率

定义：计算：当时50

3．共基截止频率定义当下降为中频α0的0.707倍时的频率fα为α的截止频率。51fα、fβ、

fT之间有何关系?将式(3-3)