5.2三极管放大电路的频率响应.ppt

5.2 三极管放大电路的频率响应三极管放大电路的频率响应 5.2.3 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 5.2.2 单管共发射极放大电路的频率响应单管共发射极放大电路的频率响应5.2.1 半导体三极管的高频特性半导体三极管的高频特性5.2.1 半导体三极管的高频特性半导体三极管的高频特性一、三极管混合一、三极管混合 型型高频等效电路高频等效电路为基区体电阻，约几十为基区体电阻，约几十欧欧为低频共发射极电流放大系数为低频共发射极电流放大系数得得三极管低频小信号等效电路的另一种表示方法三极管低频小信号等效电路的另一种表示方法一、三极管混合一、三极管混合 型型高频等效电路高频等效电路5.2.1 半导体三极管的高频特性半导体三极管的高频特性集电结结电容集电结结电容查手册查手册 Cob发射结结电容发射结结电容fT为为三极管的特征三极管的特征频频率，由手册提供率，由手册提供 考虑结电容，即可由低频等效电路得到高频等效电路考虑结电容，即可由低频等效电路得到高频等效电路二、二、三极管的三极管的频频率参数率参数 共共发发射极截止射极截止频频率率：共共发发射极短路射极短路电电流放大系数流放大系数0.707时时的的频频率。率。下降下降为为特征特征频频率率fT ：1 时时的的频频率。率。下降下降为为共基极截止共基极截止频频率率：共基极短路共基极短路电电流放大系数流放大系数0.707时时的的频频率。率。下降下降为为三、三、场效应管的高频小信号等效电路场效应管的高频小信号等效电路很小，通常可略很小，通常可略5.2.2 单管共发射极放大电路的频率响应单管共发射极放大电路的频率响应+VCCRCC1C2VRL+RB1RB2RSUS+CERE2.求中频段源电压增益求中频段源电压增益例图例图1.画放大画放大电电路的全路的全频频段小信号等效段小信号等效电电路路 中频段小信号等效电路中频段小信号等效电路RB 阻值很大，其作用可忽略阻值很大，其作用可忽略单管共发射极放大电路的频响单管共发射极放大电路的频响分析方法分析方法3.求高频段源电压增益求高频段源电压增益单管共发射极放大电路的频响单管共发射极放大电路的频响分析步骤分析步骤 续续由密勒定理得由密勒定理得高频段简化等效电路高频段简化等效电路3.求高频段源电压增益求高频段源电压增益单管共发射极放大电路的频响单管共发射极放大电路的频响分析步骤分析步骤 续续CM=(1+gmRC)Cb c输入回路低通等效电路为：输入回路低通等效电路为：RS=(RS+r bb )/rb eCi=Cb e+CM=Cb e+(1+gmRC)Cb c4.求低频段源电压增益求低频段源电压增益单管共发射极放大电路的频响单管共发射极放大电路的频响分析步骤分析步骤 续续低频段小信号等效电路低频段小信号等效电路5.求全频段源电压增益求全频段源电压增益单管共发射极放大电路的频响单管共发射极放大电路的频响分析步骤分析步骤 续续6.画渐近波特图画渐近波特图解：解：例例5.2.1图示放大电路中，已知图示放大电路中，已知UBEQ=0.7V，0=65，rbb=100，Cbc=5pF，fT=100MHz，试估算该电路的中频源电压增益、，试估算该电路的中频源电压增益、上限频率、下限频率和通频带，并画出渐近波特图。上限频率、下限频率和通频带，并画出渐近波特图。1.求三极管混合求三极管混合 型等效电路参数型等效电路参数Rs=(RS+r bb )/rb eCi=Cb e+(1+gmRC)Cb c图示放大电路中，已知图示放大电路中，已知UBEQ=0.7V，0=65，rbb=100，Cbc=5pF，fT=100MHz，试估算该电路的中频源电压增益、，试估算该电路的中频源电压增益、上限频率、下限频率和通频带，并画出渐近波特图。上限频率、下限频率和通频带，并画出渐近波特图。解：解：1.求三极管混合求三极管混合 型等效电路型等效电路 参数参数可见放大电路工作点合适，故可求得可见放大电路工作点合适，故可求得例例5.2.1例例 5.2.1 解续：解续：2.求中频源电压增益求中频源电压增益中频段小信号等效电路中频段小信号等效电路例例 5.2.1 解续：解续：3.求上限、下限频率及通频带求上限、下限频率及通频带RS=(RS+r bb )/rb e=223 Ci=Cb e+CM=Cb e+(1+gmRC)Cb c=494pF例例 5.2.1 解续：解续：3.求上限、下限频率及通频带求上限、下限频率及通频带RS=(RS+r bb )/rb e=223 Ci=Cb e+CM=Cb e+(1+gmRC)Cb c=494pF例例 5.2.1 解续：解续：4.作放大电路的渐近波特图作放大电路的渐近波特图幅频特性幅频特性 lgfL=lg41=1.61 lgfH=lg1.45 106=6.61 35dB 例例 5.2.1 解续：解续：4.作放大电路的渐近波特图作放大电路的渐近波特图幅频特性幅频特性+20dB/十倍频十倍频-20dB/十倍频十倍频 0.1fL 15dB 10fH例例 5.2.1 解续：解续：4.作放大电路的渐近波特图作放大电路的渐近波特图幅频特性幅频特性+20dB/十倍频十倍频-20dB/十倍频十倍频相频特性相频特性-45/十倍频十倍频-45/十倍频十倍频解：解：补例补例已知某放大器的幅已知某放大器的幅频频特性如特性如图图所示。所示。试试求求该该放大器的放大器的中中频频增益、增益、fH、fL及通及通频带频带BW。若。若输输入信号入信号ui=5sin(2107t)+10sin(2105t)+20sin(2103t)mV，说说明明输输出有无出有无频频率失真？率失真？由由图图可得中可得中频频增益增益为为60dB，即，即1000倍倍 fH=106Hz fL=100Hz BW=fHfL=（106102）Hz 106Hz 由于输入信号由频率为由于输入信号由频率为107Hz、105Hz、103Hz的正弦波叠加而成，的正弦波叠加而成，其中频率其中频率107Hz已在通频带以外，所以输出信号会产生频率失真。已在通频带以外，所以输出信号会产生频率失真。作业：作业：5.2.3 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 存存在在多多个个耦耦合合电电容容和和旁旁路路电电容容，故故低低频频段段等等效效电电路路中中含含有有多个高通电路，因而存在多个低频转折点频率；多个高通电路，因而存在多个低频转折点频率；存在多个三极管的等效结电容，故高频段等效电路中存在多个三极管的等效结电容，故高频段等效电路中含含有多个低通有多个低通电电路，因而存在多个高路，因而存在多个高频转频转折点折点频频率。率。转折点频率值由相应转折点频率值由相应电电容所在回路的容所在回路的时间时间常数常数决定。决定。多级放大电路多级放大电路截止频率的计算截止频率的计算 若某一级的下限频率远高于其它各级的下限频率（工程若某一级的下限频率远高于其它各级的下限频率（工程上大于上大于5倍即可），则该下限频率为倍即可），则该下限频率为主极点频率，主极点频率，电路的电路的下限频率近似等于该主极点频率；同理，若某一级的上限频下限频率近似等于该主极点频率；同理，若某一级的上限频率远低于其它各级的上限频率（低于率远低于其它各级的上限频率（低于5倍即可），则该上限倍即可），则该上限频率为主极点频率，电路上限频率近似等于该主极点频率。频率为主极点频率，电路上限频率近似等于该主极点频率。解：解：补例补例画出函数画出函数 的幅频的幅频特性渐近波特图，并求上限频率、下限频率、通频带。特性渐近波特图，并求上限频率、下限频率、通频带。f /HzO Au /dB.20 dB/十倍频十倍频 20 dB/十倍频十倍频40 dB/十倍频十倍频 40 dB/十倍频十倍频fL 100HzBW fH 105Hz-2060402010102103105106107104108*讨论讨论 为什么多级放大电路的通频带为什么多级放大电路的通频带不会大于构成它的任一单不会大于构成它的任一单级电路的频带级电路的频带？答：答：由于多级放大电路总的对数增益等于各级电路对数增益由于多级放大电路总的对数增益等于各级电路对数增益的代数和，而各单级电路在其上、下限频率处对数增益均下的代数和，而各单级电路在其上、下限频率处对数增益均下降了降了3dB，因此在各单级上、下限频率处，多级放大电路总对，因此在各单级上、下限频率处，多级放大电路总对数增益的下降不可能小于数增益的下降不可能小于3dB，即总对数增益下降，即总对数增益下降3dB所对应所对应的的fL 将上移，将上移，fH 将下移，所以多级放大电路的频带宽度不会将下移，所以多级放大电路的频带宽度不会大于构成它的任一单级电路的频带。大于构成它的任一单级电路的频带。5.2 复习要点复习要点1.理解三极管的混合理解三极管的混合 型高频等效电路及频率参数。型高频等效电路及频率参数。2.理解单管共发射极放大电路频率响应的分析方法，理解单管共发射极放大电路频率响应的分析方法，理解其波特图特点。理解其波特图特点。3.了解多级放大电路的频率响应。了解多级放大电路的频率响应。主要要求：主要要求：三极管的混合三极管的混合 型高频等效电路和特征频率。型高频等效电路和特征频率。重点：重点：