第05章放大電路的頻率響應(yīng)g

1、第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng) 放大電路放大電路的頻率響應(yīng)的頻率響應(yīng)第五章第五章第五章 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)5.1頻率響應(yīng)概頻率響應(yīng)概述述5.2晶體管的晶體管的高頻等效模型高頻等效模型5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)單管放大電路的頻率響應(yīng)5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)5.3場(chǎng)效應(yīng)管的場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型高頻等效模型童童詩(shī)詩(shī)白白第第四四版版第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)5.1頻率響應(yīng)概頻率響應(yīng)概述述5.1.1研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性 由于放大電路中存在由于放大電路中存在電抗性元件及晶體管極間電電

2、抗性元件及晶體管極間電容，容，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率當(dāng)輸入信號(hào)的頻率過低或過高過低或過高時(shí)，放大倍數(shù)數(shù)時(shí)，放大倍數(shù)數(shù)值會(huì)值會(huì)減小減小，而且還將，而且還將產(chǎn)生超前或滯后相移產(chǎn)生超前或滯后相移，所以，所以電電路的放大倍數(shù)不再是一個(gè)常數(shù)，而是頻率的函數(shù)，路的放大倍數(shù)不再是一個(gè)常數(shù)，而是頻率的函數(shù)，這種關(guān)系稱為這種關(guān)系稱為頻率響應(yīng)或頻率特性。頻率響應(yīng)或頻率特性。 交流小信號(hào)等效模型只適用于低頻信號(hào)的分析。交流小信號(hào)等效模型只適用于低頻信號(hào)的分析。 本章將引入本章將引入高頻等效模型高頻等效模型，并闡明放大電路的上限頻，并闡明放大電路的上限頻率、下限頻率和通頻帶的求解方法，以及頻率響應(yīng)的描述率、下限頻率和通頻帶

3、的求解方法，以及頻率響應(yīng)的描述方法。方法。第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)5.1.2頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念 由于耦合電容的存在由于耦合電容的存在, 高頻時(shí)高頻時(shí)1/CR, 可視為短路可視為短路, 低頻低頻段時(shí)段時(shí),由于耦合電容的容抗變大由于耦合電容的容抗變大, 1/CR不成立，不成立，電容的容抗不可忽略，信號(hào)將在其上產(chǎn)生壓降，從電容的容抗不可忽略，信號(hào)將在其上產(chǎn)生壓降，從而導(dǎo)致放大倍數(shù)減小并產(chǎn)生相移。而導(dǎo)致放大倍數(shù)減小并產(chǎn)生相移。 由于三極管極間電容的存在，由于三極管極間電容的存在，低頻低頻段時(shí)段時(shí), 由于三極由于三極管極間電容較小管極間電容較小, 低頻段視為開路

4、；低頻段視為開路； 高頻時(shí)高頻時(shí),容抗減容抗減小小,極間電容將分流，使加至放大電路的輸入信號(hào)減極間電容將分流，使加至放大電路的輸入信號(hào)減小小, 輸出電壓減小輸出電壓減小, 從而使放大倍數(shù)下降。從而使放大倍數(shù)下降。 同時(shí)也會(huì)同時(shí)也會(huì)在輸出電壓與輸入電壓間產(chǎn)生附加相移。在輸出電壓與輸入電壓間產(chǎn)生附加相移。總結(jié)：總結(jié)：耦合電容影響低頻特性，極間電容影響高頻特性耦合電容影響低頻特性，極間電容影響高頻特性C1Rb+VCCC2Rc+Rs+SUOUiU+第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)一、一、 高通電路高通電路+_+_CRiUOU圖圖 5.1.1（a) RC 高通電路高通電路RCCRRUUA

5、u j111j1iO 令：令：RCf 21212LLL LLLLj1jj11j11ffffffAu 2LL1ffffAu模：)(arctan90Lff相角：從無源從無源RC高通、低通電路進(jìn)行分析高通、低通電路進(jìn)行分析fL稱為下限截止頻率稱為下限截止頻率)(11RCRCL 第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)2LL1lg20lg20lg20ffffAu則有：則有：dB 020lg L uAff時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)LLlg20lg20 ffAffu 時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)dB32lg20lg20 L uAff時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)2LL1ffffAu放大電路的放大電路的對(duì)數(shù)頻率特性對(duì)數(shù)頻率特性稱為稱為波特圖波特圖。縱坐

6、標(biāo)用縱坐標(biāo)用 表示，橫坐表示，橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)刻度標(biāo)用對(duì)數(shù)刻度lgfuAlg200.1 fLfL 10 fLfdB/lg20uA0 20 40第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)對(duì)數(shù)幅頻特性：對(duì)數(shù)幅頻特性： 實(shí)際幅頻特性曲線：藍(lán)色實(shí)際幅頻特性曲線：藍(lán)色圖圖 5.1.3( (a) ) 幅頻特性幅頻特性當(dāng)當(dāng) f fL( (高頻高頻) )，當(dāng)當(dāng) f fT 時(shí)，時(shí)，三極管失去放大作用；三極管失去放大作用； f fT 時(shí)，由式時(shí)，由式；112T0 ff得：得： ff0T 第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)3.共基截止頻率共基截止頻率 f 值下降為低頻值下降為低頻 0 時(shí)時(shí) 的的 0

7、.707 時(shí)的頻率。時(shí)的頻率。 ffj10 因?yàn)橐驗(yàn)椋?1 ffj10 可得可得 ffffff)1(j11/j11/j100000 ff)1(10000第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)說明：說明： ff)1(10000 ，因?yàn)椋阂驗(yàn)椋核裕核裕?. f 比比 f 高很多，等于高很多，等于 f 的的 (1 + 0) 倍；倍；2. f fT Rs，Rb rbe；(1 + gmRc)Cb c Cb e CRRgrrRRRfAu 21 cmbeebisiHsm故故 CrR)(21bbs 第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng) CrRfAu)(21bbsHsm 說明：說明：H

8、smfAu 式不很嚴(yán)格，但從中可以看出一個(gè)大式不很嚴(yán)格，但從中可以看出一個(gè)大概的趨勢(shì)，即選定放大三極管后，概的趨勢(shì)，即選定放大三極管后，rbb 和和 Cu 的值即被確的值即被確定，增益帶寬積就基本上確定，此時(shí)，若將放大倍數(shù)提定，增益帶寬積就基本上確定，此時(shí)，若將放大倍數(shù)提高若干倍，則通頻帶也將幾乎變窄同樣的倍數(shù)。高若干倍，則通頻帶也將幾乎變窄同樣的倍數(shù)。如愈得到一個(gè)通頻帶既寬，電壓放大倍數(shù)又高的放大如愈得到一個(gè)通頻帶既寬，電壓放大倍數(shù)又高的放大電路，首要的問題是選用電路，首要的問題是選用 rbb 和和 Cu 均小的高頻三極管。均小的高頻三極管。第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)5

9、.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)5.5.1多級(jí)放大電路頻率特性的定性分析多級(jí)放大電路頻率特性的定性分析多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)：多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)：unuuuAAAA 21對(duì)數(shù)幅頻特性為：對(duì)數(shù)幅頻特性為： nkukunuuuAAAAA121lg20lg20lg20lg20lg20在多級(jí)放大電路中含有多個(gè)放大管，因而在高頻等效在多級(jí)放大電路中含有多個(gè)放大管，因而在高頻等效電路中有電路中有多個(gè)低通電路多個(gè)低通電路。在阻容耦合放大電路中，如。在阻容耦合放大電路中，如有多個(gè)耦合電容或旁路電容，則在低頻等效電路中就有多個(gè)耦合電容或旁路電容，則在低頻等效電路中就含有含有多個(gè)高通電

10、路多個(gè)高通電路。第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的總相位移為：多級(jí)放大電路的總相位移為： nkkn121 兩級(jí)放大電路的波特圖兩級(jí)放大電路的波特圖圖圖 5.5.1fHfL幅頻特性幅頻特性fdB/lg20uAOfL1fH16 dB3 dB3 dBfBW1fBW2一一 級(jí)級(jí)二二 級(jí)級(jí) 20dB/十倍頻十倍頻 40dB/十倍頻十倍頻第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)圖圖 5.5.1相頻特性相頻特性 270 360fL1fH1fO 540 180 450 90一一 級(jí)級(jí)二二 級(jí)級(jí)多級(jí)放大電路的通頻帶，總是比組成它的每一級(jí)的多級(jí)放大電路的通頻帶，總是比組成它的每一級(jí)的通頻帶為窄。通頻帶為窄。第五章放大電路的頻率響應(yīng)第五章放大電路的頻率響應(yīng)5.5.2多級(jí)放大電路的上限頻率和下限頻率的估算多級(jí)放大電路的上限頻率和下限頻率的估算2H22H21HH1111 .11nffff 2L22L21LL1 . 1nffff 在實(shí)際的多級(jí)放大電路中，當(dāng)各放大級(jí)的時(shí)間常數(shù)在實(shí)際的多級(jí)放大電路中，當(dāng)各放大級(jí)的時(shí)間常數(shù)相差懸殊時(shí)，可取其主要作用的那一級(jí)作為估算的依據(jù)相差懸殊時(shí)，可取其主要作用的那一級(jí)作為估算的依據(jù)即：即：若某級(jí)的下限頻率遠(yuǎn)高