功放基础知识

（ 5 ） Ｒ b 'e o → Ｃ b 'c , Ｃ L 开 路
R b e 0 rb e || ( rbb R s ), R s R s || R b
+ ub‘e _ gmub‘e
( 6 ) Ｒ L o → Ｃ b 'e , Ｃ b 'c 开 路
R L0 R L
1/ 2RL
（ 3 ） 计 算 Ｒ 2 0 → Ｃ b 'e 开 路 ，
uid1
+ u0d1
_
u b e
i rbb R b rb e rbb R b rb e

Rb i
u 2 R b i i R b i g m R L R 20 u2 i R b 1 g m R R L L
+ rb‘e ub‘e _
继续
gmub‘e
us
R e //
1
( 1 2 ) Ｒ 2 ∞ → Ｃ 1 ,Ｃ e 短 路
Ｒ2∞
Ib
gmub‘e
Ie
R 2 RC R L
(13)
fL 1 1 . 14 2 1 ( C 1 R 1 C e R e C 2 R 2 )
( 2 ) 计 算 Ｒ 1 0 → Ｃ b 'c 开 路 ，
uid1
+ u0d1
_
Ｃ b 'e 两 端 的 等 效 电 阻
R 10 ( R b rbb ) // rb e
Cb‘c
rb‘e uid1
Cb‘e
gmub‘e
rb‘e
R10
Cb‘e
休息1
休息2
返回
3
计算Ｂw
Ｃ b 'c 两 端 的 等 效 阻 抗
10
C
1
1
R
20
C
2
f
H


2
ຫໍສະໝຸດ Baidu

2
R
jo
C
j

返回
休息1 休息2
（以上方法不适用于含电感的系统） 。
4.3 单级放大电路的频率特性 4.3.1共射差放的高频特性
4.3.2放大器的低频响应
返回
4.3.1共射差放的高频特性
１． 静 态 工 作 电 流 Ic3
Ic3 R2 R3 Ic4
EC
，
（ 2）
中频微变等效电路
Ｃb‘e ,Ｃb‘c ,ＣL,开路
+ ui
us
_
rb‘e
+ ub‘e _
gmub‘e
us + uo
_
（ 3）
A um
中 频 电 压 增 益 Ａ um
u0 ui h
fe
RL

us
h ie
返回
2 ＲＣ耦合共射放大器频率特性。
（ 4） 高频微变等效电路
us
Ｃ b 'e , Ｃ b 'c , Ｃ L , 不 可 忽 略

Ｒ1∞
+ rb‘e ub‘e _ gmub‘e
us
返回
2 ＲＣ耦合共射放大器频率特性。
( 1 1 ) Ｒ e ∞ → Ｃ 1 ,Ｃ 2 短 路
R e r R be s R e // // R e 1 r R be s
4.2.5 主极点的概念
例 ： 设 某 放 大 器 在 高 频 区 的 电 压 增 益 为 ： 40
A uh ( s ) A um s 1 p1 s 1 p2
AVh ( )
30
-20dB/十倍频
Ee
可用半边差模等效电路来分析问题。
2 低频（中频）电压增益
AVm u od u id u od 2 u id 2 R L rbe
1/ 2RL
uid1
+ u0d1
_
Rb

返回
3
计算ＢW
1 . 14
f H BW

R
jo
C
j
1/ 2RL
（ 1） 画 出 半 边 差 模 等 效 电 路 的 高频微变等效电路
==
= C
R20
∴ 口电 f 测 得 端 有 ： 压H V(s)， 则 Ｒ R ＝C 1 (s) ／ Ｉ 1 (s) V 1 2 10
2
那 么 称 ： C 1 R 10 为 C 2 开 路 时 ,C 1 的 时 间 常 数 。 计算放大器上限频率的基本公式。 同 理 ： C 2 R 20 → C 1 开 路 时 ,C 2 的 时 间 常 数 。
Cb‘c
rb‘e uid1
Cb‘e
gmub‘e
fH
1 . 14 R 10 C b e R 20 C b c 1 . 14

1 2 1 2
(4)
Cb‘c

C b e R ' S R 1 g m R L R C b c S L
+ u2 + i ub‘e rb‘e _
20 10
96.2×106 4×106 -10 -20 40×106 400×106

100 s 1 4 10
6
s 1 96 . 2 10
6
ω
6
两个极点:
ω ω
p1= 4
× 1 0 ra d /s × 1 0 ra d /s
6
p 2 = 9 6 .2
b c
RL’
Cb‘C
Ｒb‘Co
gmub‘e
u b e Rs
''
g m u b e ) R L
'
+ uCb‘C -
R b c 0

u b e
'' Rs
i
Rs’’ + ub‘e RL’
R b c 0 R s ( 1 g m R L ) R L

(8)
fH
1 . 14
2 ( R b e 0 C b e
rb‘e us
RL
rce // R c // R L
+
ub‘e
rb‘e
Cb‘C
us
_
Cb‘e
gmub‘e
Ｒb' eo
返回
2 ＲＣ耦合共射放大器频率特性。
Ｒ b‘C o → Ｃ b‘e , Ｃ L 开 路
+
ub‘e rb‘e Cb‘e gmub‘e Cb‘C
us
_
Rs’’
Rs rb e //( rbb R s ) uC i u b e (
e
电路仿真
休息1
休息2
EC
IC1 IC2
Ic4
E C
E
U
2
R 1
R Ic3 2

BE 4

ui1
而
I c1 I c2
ui2
IC3
IC4
对双输入，双输出共射差放的交流通路，
UBE4
差 模 输 入 电 压 ： uid ui 1 ui 2
差 模 输 出 电 压 ： uod uo 1 u02
(14)
Ｒ‘e∞
BW f H f L
返回
1
, … P n = -ω
1
pn
)
2 f H

1


1
H


p1

p1


p2


pn
j1

pj
可 见 ， 只 要 从 以 知 的 P 1， P 2… P n 中 找 出 主 极 点 ， 即 可 求 出 B W ， 但 一 般 求 P 1， P 2… P n 就 必 须 对 含 有 Ｎ 个 电 容 的 复 杂 电 路 列 方 程 。 这 将 是 很 困 难 的 事 。 但 利 用 开 路 时 间 常 数 法 可 求 出 BW 。
R L 0 C L R b c 0 C b c
返回
2 ＲＣ耦合共射放大器频率特性。
(9) 低频微变等效电路
EC
Ｃ1, Ｃ2, Ｃe 应考虑, Ｃ b 'e , Ｃ b 'e , Ｃ L 开 路 ,
( 忽 略 r ce)
us
(10)
Ｒ 1 ∞ → Ｃ e, Ｃ 2 短 路
R 1 R s R b || rbe
-30
幅频特性：
A uh ( ) 20 lg 100 1 p 1
p1
-40dB/十倍频
20 lg

2
20 lg
1 p 2

2
由上可以看出，ω 极点，而ω
p2
对 BW 起 主 导 作 用 称 为 主
休息1 休息2
对 BW 基 本 上 无 作 用 ， 称 为 非 主 极 点 。 返回
1 1 1 P P p R joC j H 1 n j 二阶系统： 1
1 p
1

jo
j
R10
可以证明一种近似计算放大系数增益函数主极点的方法： (对 Ｎ 阶 放 大 系 数 )

1 p
2

H
R
4.2.5 主极点的概念
一般情况下，如果放大器的增益为：
A uh ( s ) A uho ( s ) s 1 p1 s 1 p2 s 1 pn
如 果 p1 为 主 极 点 ， 则 p1 应 满 足 ：
1 p1 ( 4 5 ) 1 p
p1
p2 , p3 pn
4 5
p2
n
1 1 1 p p3 pn 2
放 大 器 的 通 频 带 BW f H ,
1
( 注 意 ： P 1 = -ω
1 1
p1
,P 2 = -ω
f
L
A ( jw ) dB
3dB

1
2
1 . 14


1 R C j
j

低频响应 f L ( ω L)
高频响应
中频响 应
f (ω )
f L ( ω L)
j
其中Ｒ
j∞
：其它电容短路时，与Ｃ
并联的短路时间常数电阻。
返回
2 ＲＣ耦合共射放大器频率特性。
（１） 交流通道： Ｃ 1 ,Ｃ 2,Ｃ e 短 路
R20
i
gmub‘e
休息1
休息2
返回
4.3.2 放大器的低频响应
ＲＣ阻容耦合放大电路的幅频特性如右图所示。 电容引起的反馈作用，使放大器在低频区增益下降。 由于 耦 合 电 容 Ｃ 1、 Ｃ 2 在 低 频 时 对 信 号 的 分 压 作 用 ， 以 及 旁 路
1 短路时间常数法。
下限频率ｆL的近似求法：
返回
休息1 休息2
4.2.5 开路时间常数分析法：（计算放大器上限频率fH的方法）
2 用 开 路 时 间 常 数 法 计 算 f H (ω H )产 生 的 误 差 与 修 正 右图为计算开路时间常数的二阶线性网 开路时间常数法计算的ｆH 总是低于实际的 络模型。Ｃ1和Ｃ2是独立的电容，方框内是 只含电 阻 和受控 I1 上限频率，常引入修正系数减少误差。 源的线性网络 + 只含有电阻和受控源的线性网络。 一 般 有 ： ( ω H ) 实 际 ／ ( ω H ) ( 近 似 ) ＝ 1 . 1 4 C C1u1 1 如 果 Ｃ 2 开 路 ， 在 Ｃ 1 支 路 .上 串 接 电 流 源 I 1 (s)， _ 1 14