44放大电路的频率响应

河南农业大学理学院模拟电子技术基础第五章集成放大电路的频率响应回目录河南农业大学理学院1.晶体管、场效应管的混合π模型2.单管共射放大电路混合π模型等效电路图3.频率响应的表达式及波特图绘制第五章放大电路的频率响应河南农业大学理学院1.为什么要讨论频率响应？如何画出频率响应曲线？2.晶体管与场效应管的h参数等效模型在高频下还适应吗？3.什么是放大电路的通频带？哪些因素影响通频带？如何确定放大电路的通频带？第五章放大电路的频率响应河南农业大学理学院第五章放大电路的频率响应频率响应概述1晶体管的高频等效模型2场效应管的高频等效模型3单管放大电路的频率响应2河南农业大学理学院12研究频率响应的必要性频率响应的基本概念5.1频率响应概述频率响应概述1河南农业大学理学院5.1.1研究频率响应的必要性1.频率响应：放大电路中存在电抗性元件及晶体管极间电容，电路的放大倍数为频率的函数2.小信号等效模型只适用于低频信号的分析3.高频等效模型，上限频率、下限频率和通频带的求解，频率响应的描述方法。河南农业大学理学院5.1.2频率响应的基本概念一、RC高通电路RCCRRUUAuj111j1iOLL2121)1(RCfRCLLLLj1jj11ffffffAu2LL1ffffAu)(arctan90Lff+_+_CRiUOU+_+_+_+_CRiUOU下限截至频率河南农业大学理学院5.1.2频率响应的基本概念波特图：放大电路对数频率特性2LL1lg20lg20lg20ffffAudB020lgLuAff时，　当LLLlg20lg20lg20ffffAffu时，　当dB32lg20lg20LuAff时，　当河南农业大学理学院5.1.2频率响应的基本概念0.1fLfL10fLfdB/lg20uA020403dB20dB/十倍频实际幅频特性曲线1.对数幅频特性2LL1lg20lg20lg20ffffAu河南农业大学理学院5.1.2频率响应的基本概念2.对数相频特性5.71º45º/十倍频fL0.1fL10fL45º90º0f误差5.71º)(arctan90Lff45;90;0LLL时，时，时，ffffff河南农业大学理学院5.1.2频率响应的基本概念+_+_RiUOU+_+_+_+_RiUOURCCRCAuj11j1j1RCf2121HHHHj11j11ffAu二、RC低通电路上限截至频率河南农业大学理学院0.1fHfH10fHfdB/lg20uA020403dB20dB/十倍频1.对数幅频特性2H11ffAu5.1.2频率响应的基本概念河南农业大学理学院fH10fH45º5.71º5.71º45º/十倍频90º0.1fH0f2.对数相频特性高频段，低通电路产生0~90°的滞后相移5.1.2频率响应的基本概念河南农业大学理学院频率特性小结1.电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数τ，即决定了fL和fH。2.当信号频率等于fL或fH放大电路的增益下降3dB，且产生+450或-450相移。3.近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。5.1频率响应概述河南农业大学理学院河南农业大学理学院第五章放大电路的频率响应频率响应概述1晶体管的高频等效模型2场效应管的高频等效模型3单管放大电路的频率响应2河南农业大学理学院第五章放大电路的频率响应晶体管的高频等效模型212晶体管的混合模型电流放大倍数β的频率响应河南农业大学理学院5.2.1晶体管的混合模型混合模型一、完整的混合模型晶体管的结构示意图因多子浓度高而阻值小因面积大而阻值小河南农业大学理学院5.2.1晶体管的混合模型二、简化的混合模型忽略了大电阻的分流作用河南农业大学理学院5.2.1晶体管的混合模型二、简化的混合模型TEQeb'0meb'bmeb'mb0,UIrgrIgUgIμ'Lm'μ)1(CRgC'μπ'πEQT0eb',)1(CCCIUr河南农业大学理学院5.2.2电流放大倍数β的频率响应CUIIcebcffjCrjeb1100)(2121CCCCrfeb　频率变化时，β不是常量，是频率的函数河南农业大学理学院5.2.2电流放大倍数β的频率响应201lg20lg20lg20fffTfdB/lg20Of20lg020dB/十倍频f010f0.1f45º90ºffarctan1.对数幅频特性2.对数相频特性河南农业大学理学院5.2.2电流放大倍数β的频率响应f=f时，00707.021)dB(3lg202lg20lg20lg20001.共射截止频率f2.特征频率fT；112T0fff=fT时，ff0T3.共基截止频率fffj10ffj10ff)1(10000ff)1(10000河南农业大学理学院5.2.2电流放大倍数β的频率响应小结：1.f比f高很多，等于f的(1+0)倍2.ffTf3.低频小功率管f值约为几十至几百千赫，高频小功率管的fT约为几十至几百兆赫河南农业大学理学院5.3场效应管的高频等效模型忽略了大电阻的分流作用单向化变换dg'Lgs'gs)1(CRgCCm河南农业大学理学院第五章放大电路的频率响应频率响应概述1晶体管的高频等效模型2场效应管的高频等效模型3单管放大电路的频率响应4河南农业大学理学院5.4单管放大电路的频率响应12单管共射放大电路的频率响应单管共源放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应4河南农业大学理学院5.4.1单管共射放大电路的频率响应一、中频电压放大倍数耦合电容视为交流短路极间电容视为交流断路C1Rb+VCCC2Rc+++Rs+~SUOUiU+C1Rb+VCCC2Rc+++Rs+~~SUOUiU+中频段等效电路bebrebmUgbbrbce+RbsU~+++RcRsebmUgebUoUiUbebrebmUgbbrbce+RbsU~+++RcRsebmUgebUoUiUbebrebmUgbbrbce+RbsU~+++RcRsebmUgebUoUiUbebrebmUgbbrbce+RbsU~+++RcRsebmUgebUoUbebrebmUgbbrbce+RbsU~sU~+++RcRsebmUgebUoUiUbebisbeebisieb//rRRUrrRRRUscmbeebisicebmoURgrrRRRRUgU河南农业大学理学院二、低频电压放大倍数C1与输入电阻构成一个RC高通电路5.4.1单管共射放大电路的频率响应1issmsosL)(j111CRRAUUAuu低频段等效电路bebrebmUgbbrbce+RbsU~+++RcRsebUoUiUC1bebrebmUgbbrbce+RbsU~sU~+++RcRsebUoUiUC1河南农业大学理学院5.4.1单管共射放大电路的频率响应三、高频电压放大倍数bebrebmUgbbrbce+RbsU~+++RcRsebUoUiUCcb1CKKbebrebmUgbbrbce+RbsU~sU~+++RcRsebUoUiUCcb1CKK高频等效电路ebmUgce+sU~++RcoUebURCebmUgce+sU~++RcoUebURC高频简化等效电路ssebj11j1j1UCRUCRCUscmbeebisicebmoj11UCRRgrrRRRRUgUCRAUUAuuj11smsosH