场效应管高频等效模型单管放大电路频率响应.ppt

场效应管高频等效模型单管放大电路频率响应 Cgd等效等效变化：化：g-s之之间的等效的等效电容容为d-s之之间的等效的等效电容容为图5.3.1 场效效应管的高管的高频等效模型等效模型(b)简化模型　化模型　5.4 单管放大管放大电路的路的频率响率响应5.4.1 单管共射放大管共射放大电路的路的频率响率响应C1Rb+VCCC2Rc+++Rs+~+图5.4.1 单管共射放大管共射放大电路路　　　　中中频段段：：各各种种电抗抗影影响响忽略，忽略，Au 与与 f 无关；无关；　　　　低低频段段：：耦耦合合电容容(或或旁旁路路电容容)压降降增增大大，，Au降降低低与与电路路中中的的电阻阻构构成成RC 高通高通电路；路；　　　　高高频段段：：三三极极管管的的极极间电容容并并联在在电路路中中，，Au降降低低而且，构成而且，构成 RC 低通低通电路一、中一、中频电压放大倍数放大倍数耦合耦合电容容 可可认为交流短路；极交流短路；极间电容可容可视为交流开路交流开路1. 中中频段等效段等效电路路由由图可得：可得：图5.4.2 中中频段等效段等效电路路e bc +~ +++RbRcRs2. 中中频电压放大倍数放大倍数已知已知 ，，则　　　　结论：：中中频电压放放大大倍倍数数的的表表达达式式，，与与利利用用简化化h参数等效参数等效电路的分析路的分析结果一致。

果一致二、低二、低频电压放大倍数放大倍数考考虑耦合耦合电容容(或旁路或旁路电容容)的作用，其等效的作用，其等效电路：路：　　C1与与输入入电阻阻构构成成一一个个 RC 高高通通电路图5.4.3 低低频段等效段等效电路路e bc +~+++RbRcRsC1输出出电压：：低低频电压放大倍数：放大倍数：图5.4.3　低　低频段等效段等效电路路e bc +~+++RbRcRsC1低低频时间常数常数为：：下限下限(－－3 dB)频率率为：：则对数幅数幅频特性：特性：对数相数相频特性：特性：因因电抗元件引起的相移抗元件引起的相移为附加相移低附加相移低频段最大附加相移段最大附加相移为+90°三、高三、高频电压放大倍数放大倍数考考虑极极间电容的影响，其等效容的影响，其等效电路：路：图5.4.4 高高频等效等效电路路(a) bce +~ +++RbRcRs用戴用戴维南定理南定理简化高化高频等效等效电路：路：图5.4.4 高高频等效等效电路路(b)输入回路的等效入回路的等效变换 Re+图5.4.4 高高频等效等效电路路(c)输入回路入回路 be ~++RbRs+ 图5.4.4 高高频等效等效电路路(a)ce +~++RcR高高频时间常数：常数：上限上限(- -3 dB)频率率为：：的的对数幅数幅频特性和相特性和相频特性：特性：高高频段最大附加相移段最大附加相移为- -90°四、波特四、波特图绘制波特制波特图步步骤：： 1. 根据根据电路参数路参数计算算 、、fL 和和 fH ；； 2. 由三段直由三段直线构成构成对数幅数幅频特性；特性； 中中频段：段：对数幅数幅值 = 20lg 低低频段：段： f = fL开始减小，作斜率开始减小，作斜率为 20 dB/十倍十倍频直直线；； 高高频段：段：f = fH 开始增加，作斜率开始增加，作斜率为 –20 dB/十倍十倍频直直线。

3. 由五段直由五段直线构成构成对数相数相频特性 对数幅数幅频特性：特性：fOfL－－20dB/十倍十倍频fH20dB/十倍十倍频 270º 225º 135º 180º对数相数相频特性：特性： 90º10 fL0.1fL0.1fH10 fHfO 5.4.2 单管共源放大管共源放大电路的路的频率响率响应图　　单管共源放大管共源放大电路及其等效路及其等效电路路在中在中频段　　开路，段　　开路，C短路，中短路，中频电压放大倍数放大倍数为在高在高频段，段，C短路，考短路，考虑　　的影响，上限　　的影响，上限频率率为：：在低在低频段，　开路，考段，　开路，考虑C的影响，下限的影响，下限频率率为：：电压放大倍数：放大倍数：5.4.3 放大放大电路路频率响率响应的改善和增益的改善和增益带宽积1.为了改善放大了改善放大电路路低低频特性特性，需加大耦合，需加大耦合电容及其回路容及其回路电阻，以增大回路阻，以增大回路时间常数，从而降低常数，从而降低下限下限频率率在信号号频率很低的率很低的场合，合，应考考虑采用采用直接耦合方式直接耦合方式2.　　为了改善了改善单管放大管放大电路的高路的高频特性，特性，应增大上限增大上限频率率。

问题：： fH的提高的提高与与Ausm的增大是的增大是相互矛盾的相互矛盾的3.增益增益带宽积中中频电压放大倍数与通放大倍数与通频带的乘的乘积Ri = Rb // rbe假假设 Rb >> Rs，，Rb >> rbe；；(1 + gmRc)Cμ>> Cπ说明：明：　　　　　　　　　　　　　　式式不不很很严格格，，但但从从中中可可以以看看出出一一个个大大概概的的趋势，，即即选定定放放大大三三极极管管后后，，rbb  和和 Cμ的的值即即被被确确定定，，增增益益带宽积就就基基本本上上确确定定，，此此时，，若若将将放放大大倍倍数数提提高若干倍，高若干倍，则通通频带也将几乎也将几乎变窄同窄同样的倍数　　 如如欲欲得得到到一一个个通通频带既既宽，，电压放放大大倍倍数数又又高高的的放放大大电路路，，首首要要的的问题是是选用用 rbb  和和 Cμ均均小小的的高高频三三极极管复复习：：1.晶体管的混合晶体管的混合   模模型型2.单管共射放大管共射放大电路的路的频率响率响应表达式：表达式：波特波特图的的绘制：制：三段直三段直线构成幅构成幅频特性特性五段直五段直线构成相构成相频特性特性5.5 多多级放大放大电路的路的频率响率响应　多　多级放大放大电路路频率特性的定性分析率特性的定性分析多多级放大放大电路的路的电压放大倍数：放大倍数：对数幅数幅频特性特性为：： 在多在多级放大放大电路中含有多个放大管，因而在高路中含有多个放大管，因而在高频等等效效电路中有多个低通路中有多个低通电路。

在阻容耦合放大路在阻容耦合放大电路中，如路中，如有多个耦合有多个耦合电容或旁路容或旁路电容，容，则在低在低频等效等效电路中就含路中就含有多个高通有多个高通电路多多级放大放大电路的路的总相位移相位移为：：两两级放大放大电路的波特路的波特图fHfL幅幅频特性特性fOfL1fH16 dB3 dB3 dBfBW1fBW2一一 级二二 级-20dB/十倍十倍频-40dB/十倍十倍频相相频特性特性-270º-360ºfL1fH1fO -540º-180º-450º-90º一一 级二二 级　　　　多多级放放大大电路路的的通通频带，，总是是比比组成成它它的的每每一一级的的通通频带窄5.5.2 多多级放大放大电路的上限路的上限频率和下限率和下限频率的估算率的估算　　在在实际的的多多级放放大大电路路中中，，当当各各放放大大级的的时间常常数数相相差差悬殊殊时，可取其主要作用的那一，可取其主要作用的那一级作作为估算的依据估算的依据 即即：：若若某某级的的下下限限频率率远高高于于其其它它各各级的的下下限限频率率，，则可可认为整整个个电路路的的下下限限频率率就就是是该级的的下下限限频率率同同理理若若某某级的的上上限限频率率远低低于于其其它它各各级的的上上限限频率率，，则可可认为整整个个电路的上限路的上限频率就是率就是该级的上限的上限频率。

率例　已知某例　已知某电路的各路的各级均均为共射放大共射放大电路，其路，其对数幅数幅频特性如特性如图所示求下限下限频率、上限率、上限频率和率和电压放大倍数放大倍数2）高）高频段只有一个拐点，段只有一个拐点，斜率斜率为-60dB/十倍十倍频程，程，电路中路中应有三个有三个电容，容，为三三级放大放大电路解：（解：（1）低）低频段只有一个段只有一个拐点，拐点，说明影响低明影响低频特性特性的只有一个的只有一个电容，故容，故电路路的下限的下限频率率为10HzfH≈0.52fH1=(0.52×2×105)Hz=104kHz（（3））电压放大倍数放大倍数。