第15講(5.1-5.3)晶體管高頻等效模型

放大電路的頻率指標(biāo)通頻帶：fbw=

fH

–

fL同一放大電路對幅值相同、頻率不同的信號的放大能力是不同的，而且在一般情況下，放大電路只適用于放大某一個特定頻率范圍內(nèi)的信號。因此，可以用通頻帶來衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力。引言第5章放大電路的頻率響應(yīng)5.1.1研究頻率響應(yīng)的必要性在放大電路中,由于電抗元件(電容)及半導(dǎo)體極間電容的存在,當(dāng)輸入信號的頻率過高或過低,不但放大倍數(shù)的數(shù)值會減小,而且還會產(chǎn)生超前或滯后的相移。任何一個具體的放大電路都有一個確定的通頻帶,因此在設(shè)計電路時,必須首先了解信號的頻率范圍,以便使設(shè)計的電路具有適應(yīng)于該信號頻率范圍的通頻帶。5.1.2頻率響應(yīng)的基本概念RC+-+-電容的阻抗XC與輸入信號頻率w有關(guān)式中ω為輸入信號的角頻率,RC為回路的時間常數(shù)τ一、高通電路信號頻率越高,輸出電壓越接近輸入電壓.頻率f:單位時間內(nèi)完成振動的次數(shù),單位:赫茲.角頻率ω:ω=2πf,單位:弧度/秒.引入高通電路的低頻角頻率:用其幅值和相角表示該電路中,頻率越低,衰減越大,相移越大；∴為高通電路。fL:下限截止頻率fLf>>fL時放大倍數(shù)約為1+-+-RC回路的時間常數(shù)τ=RC二、低通電路信號頻率越低,輸出電壓越接近輸入電壓。ffH0.7071fφfH放大電路上限頻率fH與下限頻率fL之差就是其通頻帶fbw=fH-fL5.1.3波特圖采用對數(shù)坐標(biāo)畫頻率特性曲線波特圖:對數(shù)幅頻特性、對數(shù)相頻特性單位:分貝橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)對數(shù)幅頻特性橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)對數(shù)相頻特性一、高通電路f每下降10倍,增益下降20dB.0fL-320dB/十倍頻近似化處理:在對數(shù)幅頻特性中,以截止頻率fL為拐點,由兩段直線近似曲線。f>fL以0dB直線近似f<fL以20dB/十倍頻直線近似fφfL0.1fL10fL近似的波特圖:相頻特性用三段直線代替曲線①f<0.1fL,用φ＝90的直線代替；③f>10fL,用φ＝0的直線代替；②0.1fL<f<10fL,用φ隨f線性下降,f＝fL,φ＝45；有兩個拐點0.1fL,10fL5.2晶體管的高頻等效模型考慮到晶體管發(fā)射結(jié)和集電結(jié)電容的影響高頻信號作用的模型混合π模型5.2.1晶體管的混合π模型一、完整的混合π模型二、簡化的混合π模型三、混合π模型的主要參數(shù)be+-+-混合π模型be+-+-簡化的混合π模型crce,rb’c非常大,做開路處理。不考慮電容影響由于Cπ和Cu的存在,β與頻率有關(guān),即電流放大系數(shù)是頻率的函數(shù),記做根據(jù)半導(dǎo)體物理知識，gm為跨導(dǎo),描述發(fā)射結(jié)電壓對集電極電流的控制作用cμ跨接在輸入回路和輸出回路中,把它等效到輸入回路和輸出回路中。be+-+-單向化后的混合π模型Cμ中流過的電流為為保證變換的等效性,Cu/中的電流應(yīng)該保持不變?nèi)≈蓄l時的值Cμ/的電抗be+-+-單向化后的混合π模型開路處理be+-+-二、簡化的混合π模型5.2.2晶體管電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)的頻率響應(yīng)與低通電路表明c-e間無動態(tài)電壓為什么短路？1.共射接法共射截止頻率0.707

of

1fTf0

ofβ為β的截止頻率。當(dāng)頻率升高到fT,β下降到等于1,晶體管將失去電流放大能力,fT稱為共射特征頻率。2.共基接法fα稱為共基截止頻率。5.2.3.晶體管的頻率參數(shù)共射截止頻率共基截止頻率特征頻率集電結(jié)電容通過以上分析得出的結(jié)論:①低頻段和高頻段放大倍數(shù)的表達(dá)式；②截止頻率與時間常數(shù)的關(guān)系；③波特圖及其折線畫法；④Cπ的求法。手冊查得討論二電路如圖。已知各電阻阻值；靜態(tài)工