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模电课件-5-放大电路的频率响应

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1、2019/4/20,模电,第五章放大电路的频率响应,2019/4/20,模电,第五章放大电路的频率响应,5.1 频率响应的有关概念,5.2 晶体管的高频等效电路,5.3 放大电路的频率响应,2019/4/20,模电,5.1 频率响应的有关概念,一、本章要研究的问题,二、高通电路和低通电路,三、放大电路中的频率参数,2019/4/20,模电,一、研究的问题,放大电路对信号频率的适应程度，即信号频率对放大倍数的影响。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数。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，应满足信号频率的范围要求。,2019/4/20,模电,二、高通电路和低通电路,2. 低通电路:信号频率越低，输出电压越接近输入电压。,使输出电压幅值下降到70.7%，相位为45的信号频率为截止频率。,1. 高通电路:信号频率越高，输出电压越接近输入电压。,2019/4/20,模电,三、放大电路中的频率参数,在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。,高通电路,低通电路,在

2、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，放大能力下降。,下限频率,上限频率,结电容,2019/4/20,模电,5.2 晶体管的高频等效电路,一、混合模型,二、电流放大倍数的频率响应,三、晶体管的频率参数,2019/4/20,模电,1. 模型的建立：由结构而建立，形状像，参数量纲各不相同。,gm为跨导，它不随信号频率的变化而变。,连接了输入回路和输出回路,一、混合模型,2019/4/20,模电,2. 混合模型的单向化（使信号单向传递）,等效变换后电流不变,2019/4/20,模电,3. 晶体管简化的高频等效电路,？,2019/4/20,模电,二、电流放大倍数的频率响应,为什么短路？,1. 适于频率从0至无穷大的表达式,2019/4/20,模电,2. 电流放大倍数的频率特性曲线,2019/4/20,模电,3. 电流放大倍数的波特图: 采用对数坐标系,采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；纵轴为单位为“分贝” （dB），使得 “ ” “ ” 。,lg f,注意折线化曲线的误差,20dB/十倍频,折线化近似画法,2019/4

3、/20,模电,三、晶体管的频率参数,共射截止频率,共基截止频率,特征频率,集电结电容,通过以上分析得出的结论：低频段和高频段放大倍数的表达式；截止频率与时间常数的关系；波特图及其折线画法； C的求法。,2019/4/20,模电,讨论一,1. 若干个放大电路的放大倍数分别为1、10、102、103、104、105，它们的增益分别为多少？ 2. 为什么波特图开阔了视野？同样长度的横轴，在单位长度不变的情况下，采用对数坐标后，最高频率是原来的多少倍？,2019/4/20,模电,讨论二,电路如图。已知各电阻阻值；静态工作点合适，集电极电流ICQ2mA；晶体管的rbb=200，Cob=5pF， f=1MHz。试求解该电路中晶体管高频等效模型中的各个参数。,2019/4/20,模电,讨论二,2019/4/20,模电,5.3 放大电路的频率响应,一、单管共射放大电路的频率响应,二、多级放大电路的频率响应,2019/4/20,模电,一、单管共射放大电路的频率响应,适用于信号频率从0的交流等效电路,中频段：C 短路，开路。,低频段：考虑C 的影响，开路。,高频段：考虑的影响，C 开路。,2

4、019/4/20,模电,1. 中频电压放大倍数,带负载时：,空载时：,2019/4/20,模电,2. 低频电压放大倍数:定性分析,2019/4/20,模电,2. 低频电压放大倍数：定量分析,C所在回路的时间常数？,2019/4/20,模电,2. 低频电压放大倍数：低频段频率响应分析,中频段,20dB/十倍频,2019/4/20,模电,3. 高频电压放大倍数：定性分析,2019/4/20,模电,3. 高频电压放大倍数：定量分析,2019/4/20,模电,3. 高频电压放大倍数：高频段频率响应分析,2019/4/20,模电,4. 电压放大倍数的波特图,全频段放大倍数表达式：,2019/4/20,模电,5. 带宽增益积：定性分析,fbw fH fL fH,当提高增益时，带宽将变窄；反之，增益降低，带宽将变宽。,2019/4/20,模电,5. 带宽增益积：定量分析,若rbeRb、 RsRb、，则可以证明图示电路的,对于大多数放大电路，增益提高，带宽都将变窄。要想制作宽频带放大电路需用高频管，必要时需采用共基电路。,约为常量,根据,2019/4/20,模电,二、多级放大电路的频率响应,1.

5、讨论：一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相互影响）的幅频特性均如图所示。,0.643fH1,fL fL1， fH fH1，频带变窄！,2019/4/20,模电,2. 多级放大电路的频率响应与各级的关系,对于n级放大电路，若各级的下、上限频率分别为fL1 fLn、 fH1 fHn，整个电路的下、上限频率分别为fL、 fH，则,由于,求解使增益下降3dB的频率，经修正，可得,1.1为修正系数,2019/4/20,模电,讨论一,1. 信号频率为0时电压放大倍数的表达式？ 2. 若所有的电容容量都相同，则下限频率等于多少？,2019/4/20,模电,时间常数分析：,C2、Ce短路，开路，求出,C1、Ce短路，开路，求出,C1、C2短路，开路，求出,C1、 C2、 Ce短路，求出,若电容值均相等，则e 1、2,2019/4/20,模电,讨论二,1. 该放大电路为几级放大电路? 2. 耦合方式? 3. 在 f 104Hz 时，增益下降多少？附加相移？ 4. 在 f 105Hz 时，附加相移？ 5. 画出相频特性曲线； 6. fH？,已知某放大电路的幅频特性如图所示，讨论下列问题：,2019/4/20,模电,讨论三：两级阻容耦合放大电路的频率响应,2019/4/20,模电,

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