模拟电子自学第五章mn-chp-5

第五章

放大电路的频率响应

(5-0)第五章放大电路的频率响应§5.1

频率响应概述§5.2晶体管的高频等效模型

§5.3

场效应管的高频等效模型§5.4

单管放大电路的频率响应§5.5

多级放大电路的频率响应§5.6

频率响应与阶跃响应§5.7

Multisim应用举例1

在放大电路中，由于耦合电容、旁路电容、晶体管极间电容、分布电容、寄生电容等的存在，当输入信号的频率过高或过低时，电路的放大倍数不但数值会减小，而且会产生超前或滞后的相移，因此电路的放大倍数是频率的函数，这种函数关系称为频率响应或频率特性。§5.1频率响应概述2一、高通电路3幅频特性相频特性下限(截止)频率4二、低通电路5幅频特性相频特性上限(截止)频率6三、波特图高通电路波特图低通电路波特图5.71O3dB7电路的截止频率由电容所在回路的时间常数τ确定。当信号频率为下限频率fL

或上限频率fH时，放大电路的增益下降3dB，且产生+45o或-45o相移。在近似分析中，可用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。放大电路的通频带fbw=

fH-

fL结论8§5.2晶体管的高频等效模型一、混合π模型：根据结构建立的物理模型体电阻、结电阻、结电容gm为跨导，它不随信号频率的变化而变化9混合π模型的简化及单向化：使信号单向传递密勒定理10简化的晶体管高频等效模型11简化的混合π模型的主要参数T管模型：

h参数模型混合π模型12二、电流放大倍数的频率响应由定义知：共射截止频率13电流放大倍数的波特图注意折线化曲线的误差－20dB/10倍频特征频率14晶体管的频率参数共射截止频率：

fβ特征频率：

fT

≈

β0

fβ共基截止频率：

fα

=(1+β0)

fβ

≈

β0

fβ

≈

fT从IEQ估算从手册查得求Cπ：

15§5.3场效应管的高频等效模型高频等效模型简化模型16§5.4单管放大电路的频率响应5.4.1单管共射放大电路的频率响应分频段考虑：17一、中频电压放大倍数18二、低频电压放大倍数高通19下限截止频率：20三、高频电压放大倍数低通21上限截止频率：22四、完整频率响应的波特图综合考虑23五、截止频率下限截止频率：上限截止频率：由电容所在回路的时间常数决定245.4.2单管共源放大电路的频率响应255.4.3放大电路频率响应的改善和增益带宽积一、低频特性的改善：

应增大耦合电容C

所在回路的时间常数，以降低fL，但改善的程度有限。

最佳解决方法：采用直接耦合方式。26二、高频特性的改善：

应减小

C’π所在回路时间常数，以增大fH。∴fH的提高与Ausm

的增大相互矛盾！通常fH>>fL

→

通频带fbw=fH-fL≈

fH→增益与带宽矛盾

→引入新参数：增益带宽积

27三、增益带宽积：28

因rbb’

和Cμ由晶体管决定，故管子选定后，放大电路增益带宽积就大体确定。即：增益增大多少倍，带宽几乎就变窄多少倍。

为改善电路的高频特性，拓展频带，应首选rbb’

和Cob(≈Cμ)均小的高频管，并尽量减小C’π所在回路总等效电阻。此外，也可采用共基电路。

注意：放大电路的通频带并非越宽越好，而是够宽最好，有利于抵抗外部干扰信号。

29§5.5多级放大电路的频率响应n级放大电路的电压放大倍数幅频特性：相频特性：n个放大管→n个低通电路

m个耦合或旁路电容→m个高通电路30n级放大电路截止频率的估算下限频率fL:上限频率fH:结论：1.放大电路的级数越多，频带越窄；

2.若fLk

远高于其它各级，则fL≈fLk;3.若fHk远低于其它各级，则fH≈fHk;n个耦合或旁路电容n个放大管31两级放大电路的波特图例132解:∵低频有一拐点，为20dB/十倍频

∴电路有一耦合或旁路电容

fL=10Hz

∵高频有一拐点，为-60dB/十倍频

∴电路为三级放大电路，每级f’H=2×105HzP243例5.5.1例2某电路各级均为共射电路,求:fL,fH,Au。33P244例5.5.2例3试求电路的各fL和fH。解:∵fL=1/2πτ

fH=1/2πττ=RC∴关键应求各电容所在电路的等效电阻34耦合或旁路电容：短路；级间电容：开路若C1=C2=Ce，则τe<<τ1、τ2，

Ce的影响很大35§5.6频率响应与阶跃响应频率响应：

在频域内分析，考查输入信号幅值不变时，输出信号的幅值和相位随频率的变化而变化的情况。阶跃响应：

在时域内分析，考查输入信号为阶跃函数时，输出信号的前沿和顶部的变化情况。36放大电路的阶跃响应上升时间倾斜率超调量37§5.7Multisim应用举例----Q点稳定电路频响分析下限频率：若某电容所在回路的τ明显小于其它电容所在回路的τ，则电路