频率响应概述与晶体管的高频等效电路精选PPT.ppt

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1、频率响应概述与晶体管的高频等效电路第1页，此课件共23页哦一、频率响应的基本概念1 1、研究的问题：、研究的问题：放大电路对信号频率的适应程度，即信号频率对放放大电路对信号频率的适应程度，即信号频率对放大倍数的影响。大倍数的影响。由于放大电路中耦合电容、旁路电容、半导由于放大电路中耦合电容、旁路电容、半导体器件极间电容的存在，使放大倍数为频率的函体器件极间电容的存在，使放大倍数为频率的函数。数。在使用一个放大电路时应了解其信号频率的在使用一个放大电路时应了解其信号频率的适用范围，在设计放大电路时，应满足信号频率适用范围，在设计放大电路时，应满足信号频率的范围要求。的范围要求。第2页，此课件共2

2、3页哦5.1.1 5.1.1 研究频率响应的必要性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，电路的放大倍数为及晶体管极间电容，电路的放大倍数为 频率的函数频率的函数2.小信号等效模型只适用于低频信号的分析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。频带的求解，频率响应的描述方法。第3页，此课件共23页哦2、基本概念、基本概念（1）高通电路高通电路:信号频率越高，输出电压越接近输入电压。信号频率越高，输出电压越接近输入电压。第

3、4页，此课件共23页哦（1 1）高通电路：频率响应）高通电路：频率响应fLffL时放大倍时放大倍数约为数约为1第5页，此课件共23页哦（2 2）低通电路）低通电路:信号频率越低，输出电压越接近输入电压。信号频率越低，输出电压越接近输入电压。第6页，此课件共23页哦（2 2）低通电路：频率响应）低通电路：频率响应fH高频段放大倍数表达式的特点？上限截止频率的特征？高频段放大倍数表达式的特点？上限截止频率的特征？ffH时放大倍数时放大倍数约为约为1第7页，此课件共23页哦（3）几个结论）几个结论1、电路低频段的放大倍数需乘因子、电路低频段的放大倍数需乘因子2、当、当 f=fL时放大倍数幅值约降到时

4、放大倍数幅值约降到0.707倍倍，相角，相角超前超前45o；当当 f=fH时放大倍数幅值也约降到时放大倍数幅值也约降到0.707倍倍，相角，相角滞后滞后45o。3、截止频率决定于、截止频率决定于电容所在回路的时间常数电容所在回路的时间常数电路高频段的放大倍数需乘因子电路高频段的放大倍数需乘因子4、频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线。、频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线。第8页，此课件共23页哦1、电路低频段的放大倍数需乘因子、电路低频段的放大倍数需乘因子当当 f=fL时放大倍数幅值约降到时放大倍数幅值约降到0.707倍倍，相角，相角超前超前45o；2.电路高频段的放大倍数需乘因子电路高频段

5、的放大倍数需乘因子当当 f=fH时放大倍数幅值约降到时放大倍数幅值约降到0.707倍倍，相角，相角滞后滞后45o；第9页，此课件共23页哦二、放大电路的频率参数 在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。增大，使动态信号损失，放大能力下降。高通高通电路电路低通低通电路电路 在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失，放大能容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失，放

6、大能力下降。力下降。下限频率下限频率上限频率上限频率第10页，此课件共23页哦伯特图伯特图横坐标：采用对数刻度横坐标：采用对数刻度包含：包含：对数幅频特性对数幅频特性 和和 对数相频特性对数相频特性纵坐标：幅频特性纵坐标：幅频特性 增益增益 相频特性相频特性 优点：开阔视野，将放大倍数的乘除运算转换优点：开阔视野，将放大倍数的乘除运算转换为加减运算为加减运算输入信号频率从几赫到上百赫兹，放大倍数从输入信号频率从几赫到上百赫兹，放大倍数从几倍到上百万倍几倍到上百万倍第11页，此课件共23页哦第12页，此课件共23页哦三、晶体管的高频等效电路三、晶体管的高频等效电路 1 1、混合、混合模型：形状像

7、模型：形状像，参数量纲各不相同，参数量纲各不相同结构：结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。由体电阻、结电阻、结电容组成。rbb：基区体电阻：基区体电阻rbe：发射结电阻：发射结电阻C：发射结电容：发射结电容re：发射区体电阻：发射区体电阻rbc：集电结电阻：集电结电阻C：集电结电容：集电结电容rc：集电区体电阻：集电区体电阻因多子浓度高因多子浓度高而阻值小而阻值小因面积大而阻因面积大而阻值小值小第13页，此课件共23页哦混合混合模型：模型：忽略小电阻，考虑集电极电流的受控关系忽略小电阻，考虑集电极电流的受控关系 gm为跨导，它不随信号频率的为跨导，它不随信号频率的变化而变。变化而变。为什么引入

8、参数为什么引入参数gm？因在放大区因在放大区iC几乎仅决几乎仅决定于而阻值大定于而阻值大因在放大区承受反向电因在放大区承受反向电压而阻值大压而阻值大阻值小，忽略阻值小，忽略第14页，此课件共23页哦混合混合模型：忽略大电阻的分流模型：忽略大电阻的分流 C连接了输入回路连接了输入回路和输出回路，引入了和输出回路，引入了反馈，信号传递有两反馈，信号传递有两个方向，使电路的分个方向，使电路的分析复杂化。析复杂化。忽略了大电阻的分忽略了大电阻的分流作用流作用如何使电路分析简如何使电路分析简单化？单化？第15页，此课件共23页哦混合混合模型的单向化（即使信号单向传递）模型的单向化（即使信号单向传递）等效

9、变换后电流不变等效变换后电流不变第16页，此课件共23页哦晶体管简化的高频等效电路晶体管简化的高频等效电路？的阻抗比实际负载大的多，所以其分流作用忽略第17页，此课件共23页哦2 2、电流放大倍数的频率响应、电流放大倍数的频率响应为什么短路？为什么短路？UCE为常数，对交流信号来讲，相当于短路为常数，对交流信号来讲，相当于短路两者并联第18页，此课件共23页哦电流放大倍数的频率特性曲线电流放大倍数的频率特性曲线表现出低通特性第19页，此课件共23页哦电流放大倍数的波特图电流放大倍数的波特图:采用对数坐标系采用对数坐标系 采用对数坐标系，横轴为采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；纵轴为，

10、可开阔视野；纵轴为 单位为单位为“分贝分贝”（dB），使得），使得“”“”。lg f注意折线化曲线的误差注意折线化曲线的误差20dB/十倍频折线化近似画法折线化近似画法第20页，此课件共23页哦3 3、晶体管的频率参数、晶体管的频率参数共射截共射截止频率止频率共基截共基截止频率止频率特征特征频率频率集电结电容集电结电容通过以上分析得出的结论：通过以上分析得出的结论：1、低频段和高频段放大倍数的表达式；、低频段和高频段放大倍数的表达式；2、截止频率与时间常数的关系；、截止频率与时间常数的关系；3、波特图及其折线画法；、波特图及其折线画法；4、C的求法。的求法。手册手册查得查得求解电容的方法第21页，此课件共23页哦四、场效应管的高频等效电路可与晶体管高频等效电路类比，简化、单向化变换。可与晶体管高频等效电路类比，简化、单向化变换。很大，可忽略其电流很大，可忽略其电流单向化变换单向化变换极间电容极间电容CgsCgdCds数值数值(pF)1101100.11忽略忽略d-s间等效电容间等效电容第22页，此课件共23页哦讨论二讨论二第23页，此课件共23页哦