《模拟电子技术基础》(第四版)_第5章.ppt

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1、TRCRBVCCuoRLui5.1.1 5.1.1 频率响应概述频率响应概述第五章第五章 放大电路的频率响应放大电路的频率响应耦耦合合电电容容极间极间电容电容只讲只讲CECE信号低频时信号低频时,不能忽不能忽略耦合电容略耦合电容,分压分压信号高频时信号高频时,不能忽不能忽略极间电容略极间电容,分流分流幅频特性幅频特性:放大电路放大倍数的幅值随频率放大电路放大倍数的幅值随频率变化的关系变化的关系相频特性相频特性:放大电路放大倍数的相位随频率放大电路放大倍数的相位随频率变化的关系变化的关系USUiUoRS+_.RL放大放大放大放大电路电路电路电路5.1.2 RC电路的频率响应电路的频率响应高高通通

2、电电路路耦合耦合电容电容令令则则时间常数时间常数2.当时,4.当时,高通电路高通电路下限截止频率下限截止频率高高通通电电路路1.当时,3.当时,相频图幅频图低低通通电电路路极间极间电容电容低通电路低通电路上限截止频率上限截止频率5.1.3 波特图波特图高通电路：高通电路：2.当时,相频特性相频特性：，：，：幅频特性幅频特性：，：，：20dB十倍频1.当时,3.当时,多级放大：多级放大：用波特图的主要优点：用波特图的主要优点：各级放大电路相频图的叠加各级放大电路幅频图的叠加幅频特性幅频特性拐点拐点 fL，折线斜率，折线斜率20dB/十倍频十倍频相频特性相频特性拐点拐点0.1 fL和和10 fL，

3、折线斜率，折线斜率-45度度/十倍频十倍频近似波特图近似波特图高通电路：高通电路：2：求出电路的时间常数：求出电路的时间常数ReqC,Req为为C两端的等效电阻两端的等效电阻3：做出频响的近似波特图：做出频响的近似波特图步骤步骤1：判断电路是高通电路，还是低通电路：判断电路是高通电路，还是低通电路+-+CR+-+CR高通电路高通电路低通电路低通电路5.2.1 5.2.1 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型(交流交流)晶体管结构示意图及完整的混合晶体管结构示意图及完整的混合模型模型几十几十几百几百pf（Je扩散电容）扩散电容）210pf（Jc势垒电容）势垒电容）晶体管混合晶体管混合模型的简

4、化模型的简化密勒密勒等效等效密勒效应密勒效应:小电容小电容 -大电容大电容晶体管简化晶体管简化高频模型高频模型取中频时的值取中频时的值（很小可忽略很小可忽略）较大TRCRBVCCC2uoRLuiC1先只考虑高频时极间先只考虑高频时极间电容的作用电容的作用RBUoIbUiRCRLce取中频时的值取中频时的值RBUoIbUiRCRLceRBUoIbUiRCRLce简化简化H参数交流模型参数交流模型(低中频段低中频段)和和简化简化高频模型高频模型(全频段全频段)1.电阻参数完全相同电阻参数完全相同2.两模型在低中频时等效两模型在低中频时等效低中频时的电流放大系数低中频时的电流放大系数e 0ibibi

5、cucebceibicucebc高频跨导高频跨导图5.2.3 的分析5.2.2 5.2.2 的频率响应的频率响应(求全频段的求全频段的 )IbceIc定义定义eibicucebc低通CE截止频率(上限限)0的截止频率CE截止频率特征频率使的频率高频管高频管的截止频率CB截止频率的截止频率CE截止频率已知已知令令令1.CB高频特性好于高频特性好于CE,CB可做宽频带放大电路可做宽频带放大电路3.已知（或）和，算出，已知（或）和，算出，按下式求出：按下式求出：2.随着频率的升高，当随着频率的升高，当 时时,晶体管的放大能力（晶体管的放大能力（）开始下降；当频率升高到其特征频率（），晶体管已）开始下

6、降；当频率升高到其特征频率（），晶体管已不能放大不能放大阻容耦合放大电路的频率特性阻容耦合放大电路的频率特性1.单级单级放大电路的频率特性放大电路的频率特性TRCRBVCCC2uoRLuiC1CeRE C1,C2,Ce 视为短路视为短路,极间电容可视为开路。极间电容可视为开路。(1)(1)(1)(1)中频段中频段中频段中频段中频段的中频段的微变等效电路微变等效电路ERBUoIbUiRCRL C1,C2,Ce 不可视为短路不可视为短路,极间电容可视为开路。极间电容可视为开路。(2)(2)(2)(2)低频段低频段低频段低频段低频段的低频段的微变等效电路微变等效电路C2ERBUoIbUiRCRL这里

7、先只考虑这里先只考虑C2的作用的作用C2EUoRCRLC2EUoRCRL+-高通电路高通电路1C2ERBUoUiRCRL+-高通电路高通电路(3)(3)高频段高频段高频段高频段C1,C2,Ce可视为短路可视为短路,极间电容的分流作用不可忽视极间电容的分流作用不可忽视高频段的高频段的微变等效电路微变等效电路注意：要先计算注意：要先计算RBUoIbUiRCRLce取中频时的值取中频时的值IbRBUieeR低通电路低通电路1UoRCRLceRUoRCRLceR低通电路低通电路(4)(4)全频段全频段全频段全频段步骤步骤1：先求：先求：再求：再求：代入上式：代入上式关键是求关键是求2两端的等效电阻，两

8、端的等效电阻两端的等效电阻，两端的等效电阻+20dB/十倍频-20dB/十倍频0附加相移附加相移附加相移为附加相移为附加相移为附加相移为 fL2fL2fHfHff090 180 270单级单级放大电路的频率特性放大电路的频率特性0中频段中频段 高频段高频段 低频段低频段通频带通频带f2f1100-3dB带宽假设假设:则则:线性失真线性失真截止和饱和失真截止和饱和失真非线性失真非线性失真由于超出了放大电路的通频带由于超出了放大电路的通频带频率失真频率失真输出输出 相比会产生失真相比会产生失真现在来分别考虑现在来分别考虑C1,Ce的作用的作用TRCRBVCCC2uoRLuiC1CeRE考虑考虑C1

9、的作用的作用ERBUoIbUiRCRLC1高通电路高通电路考虑考虑Ce的作用的作用eRBUoIbUiRCRLRECe高通或低通电路？高通或低通电路？eRBIbUiRRLRCee1eCe低通电路低通电路当C2=C1=Ce时.画近似波特图1.单级CE放大，只有一个，但可能有几个+20dB/十倍频-20dB/十倍频+40dB/十倍频+60dB/十倍频求附加相移求附加相移3.一个一个 最终在高频段产生最终在高频段产生-20dB/十倍频十倍频4.三个三个 最终在低频段产生最终在低频段产生+60dB/十倍频十倍频.如最终在高频段产生如最终在高频段产生-20ndB/十倍频十倍频,则表明是则表明是n级放级放大

10、大6.附加相移为附加相移为附加相移为附加相移为附加相移为附加相移为附加相移为附加相移为单管单管CE增益带宽积增益带宽积(P239 式式5.4.15)0fL1fH10fL2fH20fL1fLfH1fH中频段中频段两级阻容耦合放大两级阻容耦合放大 电路总电压放大倍数幅值电路总电压放大倍数幅值:在下限频率在下限频率 fL1=fL2L2 处：处：总电压放大倍数下降为总电压放大倍数下降为所以所以 fL fL1,fH fH 1同理同理故通频带变窄了故通频带变窄了通频带通频带2通频带通频带1通频带通频带变窄变窄多级多级放大电路的频率特性放大电路的频率特性fff对一个对一个n级放大电路，设组成它的各级放大电路

11、的下限级放大电路，设组成它的各级放大电路的下限频率为，上限频率为，频率为，上限频率为，通频带为；设该通频带为；设该n级放大电路的下限级放大电路的下限频率为，上限频率为，通频带为，则：频率为，上限频率为，通频带为，则：设该三级放大电路的下限频率为，设该三级放大电路的下限频率为，若组成它的各级放大电路的下限频率为，若组成它的各级放大电路的下限频率为，则：则：以三级放大电路为例：以三级放大电路为例：设该三级放大电路的上限频率为，设该三级放大电路的上限频率为，设组成它的各级放大电路的上限频率为，设组成它的各级放大电路的上限频率为，则：则：设该三级放大电路的下限频率为，设该三级放大电路的下限频率为，设组

12、成它的各级放大电路的下限频率为，设组成它的各级放大电路的下限频率为，若若则：则：以三级放大电路为例：以三级放大电路为例：设该三级放大电路的上限频率为，设该三级放大电路的上限频率为，设组成它的各级放大电路的上限频率为，设组成它的各级放大电路的上限频率为，若若则：则：对由多个耦合电容（）和旁路电容（对由多个耦合电容（）和旁路电容（）组成的单级放大电路，先求出，组成的单级放大电路，先求出，再按式再按式(5.5.5)求这单级放大电路的求这单级放大电路的所以所以因一般因一般作业作业:5.4(5.4),5.6(5.5),5.7(5.6),5.16(5.12),5.8(5.7),5.17(5.13)TRCRBVCCC2uoRLuiC1求：写出fH,fL表达式，全频带放大倍数表达式已知：10060402080101001000100001.耦合方式？耦合方式？.几级放大？几级放大？.fH？fL？4.附加相移？附加相移？讲疑难题讲疑难题:4.7,4.8,4.7,4.8,3.3,3.5,3.93.3,3.5,3.92.12,2.18,2.192.12,2.18,2.19