单管共射放大电路的低频响应

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第五章放大电路的频率响应

1 fH 2 RC
1 fL 2 RC
当信号频率等于上（下）限频率时，放大电路的增益下降3dB，且产生±45°相移
近似分析时，可用折线化的波特图表示电路的频率特性
一个电容对应的渐进线斜率为20dB/十倍频
简单 RC 电路的频率特性
Ui
•
R C
Uo
•
Ui
•
C R
Uo
•
RC 低通电路
RC 高通电路
Au
• |Au |
1 0.707
1 f 1 j fH
1 0.707
Au
1 fL 1 j f
|Au |
fL
f
•
O

fH f
f
O
O –45° –90°
90° 45° O
f
研究频率响应的方法 (1) 三个频段的划分 1) 中频区(段) 特点:Aus与f无关
与f无关
5.4 单管放大电路的频率响应
本节以单管共射电路为例，介绍频率响应的一般分析方法。
5.4.1 单管共射放大电路的频率响应
1、画出全频段的微变等效电路
+VCC RB C1 + . Ui VT RL . Uo RC C2 + + . Ui _ RB rb′e
C1
rbb′ . gmUb'e Cπ′
C2 + RC . RL U o _
R
fL
L 1 1 下限截止频率 2 2 2 RC
Au பைடு நூலகம்
1
L 1 j

1 fL 1 jf

f j fL f 1 j fL
1、RC高通电路的频率响应

放大电路的频率响应

20 lg A V (dB)
0dB ；称之为波特图。 ①当 f 0.1 f H 时， 20 lg A V 3dB ； ②当 f f 时， 20 lg A
H V
20 dB ； ③当 f 10 f H 时， 20 lg A V
0.01fH
低通电路的相频特性曲线 fH 称之为上 f arctan 限截止频率 f H （上限频率） ①当f 0.1 f H 时， 0o； ②当f f H 时， 45o； ③当f 10 f L时， 90o
极间电容的存在，
耦合电容的存在，对
对信号构成了低通电
路，即对频率足够低
信号构成了高通电路，
即对频率足够高的信号
的信号相当于开路，
对电路不产生影响。
相当于短路，信号几乎
无损耗地通过。
U i
U o
U i
U o
一. 频率响应的基本概念
1.RC高通电路的频率响应图中：
V i V o
1 AV ( ) 2 f 1 f H f ( ) arctan f H
幅频特性
相频特性
( ) A V
1 f 1 f H
2
幅频特性
f ( ) arctan f H
gm U be rbe UT 将 rbe 1 代入 g m，有 : IE I b

IE gm UT
3.确定混合π 模型的主要参数：混合π模型
Cbc I Cbc
h参数模型 b
U ce
ib
ic βib

放大电路的频率特性

（3）因各级均为共射放大电路，所以在中频段输出电压与输入电压相位相反。则整个三级放大增益80dB，即放大倍数为 10000。
电压放大倍数
13 104
Au
1
10 jf
1
j
f 2 105
3
*2.7 电路仿真实例
【例2.8】分析共发射极放大电路
解：利用 Multisim 软件仿真如图2.61所示电路。
（3）高频段
耦合电容和旁路电容的容量较大，视为短路；
极间分布电容（含PN结结电容）容抗减小，不能视为开路。
高频源电压放大倍数为：
1
Aush
Uo Us
U
' s
Ub'e
Uo
Us
U
' s
Ub'e
Ri rb'e jRC'
Rs Ri
rbe
1
1 j RC'
gm RL'
Байду номын сангаас
Ausm
1
1 jRC
Ausm 1 1 j
f
fH
在高频段，电压放大倍数随频率升高而减小，相移也发生
变化。其幅频特性基本与低通电路幅频特性相同。
源电压放大倍数的全频率范围表达式为：
jf
Aus
Ausm 1
j
f fL
fL 1
j
f fL
Ausm 1
j
fL f
1
1
j
f fH
单管放大电路的波特图
综上所述，单管放大电路在低频段主要受耦合电容的影响，表现在放大倍数随频率降低而降低，相移也增大；中频段可认为其放大倍数和相移都基本为常数（这是放大电路工作的频段）。在高频段其特性主要受极间电容的影响，表现在放大倍数随频率升高而下降，相移也随之增大。

模拟电子技术基本概念复习考试题及答案

模拟电⼦技术基本概念复习考试题及答案模电基本概念复习题⼀、判断下列说法是否正确1、凡是集成运算电路都可以利⽤“虚短”和“虚断”的概念求解运算关系。

√×2、理想运放不论⼯作在线性区还是⾮线性区状态都有v N= v P。

×3、当集成运放⼯作在闭环时，可运⽤虚短和虚断概念分析。

×4、在运算电路中，同相输⼊端和反相输⼊端均为“虚地”。

×5、在反相求和电路中，集成运放的反相输⼊端为虚地点，流过反馈电阻的电流基本上等于各输⼊电流之代数和。

√6、温度升⾼后，本征半导体中⾃由电⼦和空⽳数⽬都增多，且增量相同。

√7、因为N型半导体的多⼦是⾃由电⼦，所以它带负电。

×8、因为P型半导体的多⼦是空⽳，所以它带正电。

×9、在N型半导体中如果掺⼊⾜够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。

√10、放⼤电路必须加上合适的直流电源才能正常⼯作。

√11、放⼤电路⼯作时所需要的能量是由信号源提供的。

×12、放⼤电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的。

×13、由于放⼤的对象是变化量，所以当输⼊信号为直流信号时，任何放⼤电路的输出都毫⽆变化。

×14、共集电极电路没有电压和电流放⼤作⽤。

√15、共集放⼤电路⽆电压放⼤作⽤，但有功率放⼤作⽤。

√16、只有电路既放⼤电流⼜放⼤电压，才称其有放⼤作⽤。

×17、放⼤电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。

×18、射极输出器即是共射极放⼤电路，有电流和功率放⼤作⽤。

×19、只要是共射放⼤电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。

×20、放⼤器的输⼊电阻是从输⼊端看进去的直流等效电阻。

×21、在由双极型三极管组成的三种基本放⼤电路中，共射放⼤电路的输⼊电阻最⼩。

×22、在由双极型三极管组成的三种基本放⼤电路中，共基放⼤电路的输出电阻最⼩。

×23、阻容耦合多级放⼤电路各级的Q点相互独⽴，它只能放⼤交流信号。

放大电路频率特性总结

高频区： f↑ → ϕ 在 180 ∘ 基础上产生 0 ∘ ~− 90 ∘ 相移。中频区： ϕ= 180 ∘ ，输出与输入反相(如第二章分析结果)。 3.低频区：当 A u = 1 2 A um 时, f= f L 下限频率高频区：当 A u = 1 2 A um 时, f= f H 上限频率 BW= f H − f L 通频带。表明放大电路对不同频率信号的响应能力的大小。通频带愈宽，放大电路对不同频率信号的响应能力愈强。 4.受通频带限制，当输入信号包含有多个频率信号时 → 频率失真。它包含幅频失真和相频失真。幅频失真：放大电路对输入信号中不同频率的谐波分量的放大倍数不同造成的失真。相频失真：放大电路对输入信号中不同频率的谐波分量的相移不同造成的失真。频率失真属于线性失真。 5.三极管极间电容的存在会影响到三极管对高频信号的放大能力，三极管对高频信号的放大能力可用三极管的频率参数描述。
放大电路频率特性总结
1.耦合电容、旁路电容、极间电容存在 → 阻抗随频率变化 → 放大倍数是频率的函数频率响应(频率特性)，它包括幅频特性和相频特性。 2.共射放大电路幅频特性显示：低频区： f↓ → A u ↓ 。原因：耦合电容的存在。高频区： f↑ → A u &不随 f 变化。原因：耦合电容和极间电容的影响很小，可忽略。共射放大电路相频特性显示：低频区： f↓ → ϕ 在 180 ∘ 基础上产生 0 ∘ ~ 90 ∘ 相移。

模拟电子技术基础第六章频率响应讲解

1
jCb1
gm ( Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
1
1 1
j(Rd RL )Cb2
1
1 gm
jCs
1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1
AVSL
gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
1
1 1
j( Rd RL )Cb2
1
1 gm
jCs
1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1
令
AVSM
gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
通带内（中频）增益，与频率无关
f L1
2π( Rsi
1 Rg )Cb1
Cb1引起的下限截止频率
f L2
gm 2πCs
fL3
2π( Rd
1 RL )Cb2
Cs引起的下限截止频率 Cb2引起的下限截止频率
且 2πf
则
AVSL
AVSM
(Rc ||
rbe
RL )
rbe Rsi rbe
1
1 1
j(Rc RL )Cb2
1
1 1
j( Rsi rbe )C1
AVSL
Vo Vs
(Rc || RL )
rbe
rbe Rsi rbe
1
1 1
j(Rc RL )Cb2
1
1 1
j(Rsi
rbe )C1
令
AVSM
20lg|AV|/dB 低频区
(a)
幅频响应曲线，图b是相
频响应曲线。一般有 fH >> fL
0 fL

第5章放大电路的频率响应

4. 晶体管的频率参数 1) 共射极截止频率fβ
由微变等效分析可知:
根据式(5.2.4), 将混合 П 型等效电路中c、e输出端短路, 则得图5.2.4。
第5章放大电路的频率响应图5.2.4 计算̇β=̇Ic/̇Ib 的等效电路
第5章放大电路的频率响应
其幅频特性和相频特性的表达式为
式中可见β为具有一个转折频率fβ的频率特性曲线, 如图5.2.5所示。fβ称为共射极截止频率, 其值主要决定于管子的结构。
式中，ω 为输入信号的角频率, R1C1为回路的时间常数τ，
第5章放大电路的频率响应图5.1.2 用来模拟放大电路高频特性的RC低通电路
第5章放大电路的频率响应
令则式(5.1.2)变为
AuH为高频电压增益, 其幅值|̇AuH|和相角φH分别为
第5章放大电路的频率响应
1) 幅频特性幅频响应波特图可按式(5.1.5)由下列步骤画出: 当f≪fH时,
第5章放大电路的频率响应图5.2.3 低频等效电路
第5章放大电路的频率响应
晶体管放大电路的高频特性决定于混合 Π 型等效电路的参数gm、rbb'、 rb'e、 Cb'e及Cb'c。这些参数可用β、rbe、fT及Cob来表示。因此, 可用β、rbe、fT 及Cob来衡量晶体管的高频性能。
第5章放大电路的频率响应
可求得̇A'u的表达式如下:
第5章放大电路的频率响应
因为Cb‘c很小,β)re=(1+β)UT/IE。Cb'e为发射结电容。
3) 集电结参数rb'c和Cb'c
rb'c表示集电结的结电阻, 由于集电结工作时处于反向偏置。Cb'c为集电结电

第五章放大电路频率响应

ωH 2π

1 2 ππ o C o
fH为RoC’o低通电路的上限频率。那么
Au

1 j 1 （ f
f fH ）
2
1 1 j ω ωH

1 1 j f fH

（2）频率特性
fH
①幅频特性分析
Au

1 1 ( f fH )
2
当f<<fH时（即中频及以下）： A u 1；当f=fH时：
R rbe //rbb ( Rs // Rb )
Ausm Uo rbe Ri gm Rc Rs Ri rbe Us
二、单管共源放大电路及其等效电路
单管共源放大电路及其等效电路
在中频段 C 开路，C短路，中频电压放大倍数为
gs

A um

Uo

gm U
gs
( R d // R L )
gs
g m RL
Ui
U
在高频段，C短路，考虑 C gs 的影响，Rg和 C 组成低通电路，上限频率为：
其近似波特图自行画出。
四、高频段的频率特性
1.高频段交流通路
2.电路的输出电阻Ro与管子的结电容Ccb、Cbe以及输出电路元件分布电容Co组成低通电路
C o 为Ccb、Cbe以及Co的等效电容。考虑
它们的影响后，uce中不同频率成分在等效电容上的分压不同。利用相量分压法讨论分压，进而得频率特性。
和低频段下降的主要原因分别是什么。
本章讨论的问题：
1.为什么要讨论频率响应？如何讨论一个RC网络的频率响应？如何画出频率响应曲线？
2.晶体管与场效应管的h参数等效模型在高频下还适应吗？为什么？ 3.什么是放大电路的通频带？哪些因素影响通频带？如何确定放大电路的通频带？ 4.如果放大电路的频率响应窄，应该怎么办？ 5.对于放大电路，通频带愈宽愈好吗？ 6.为什么集成运放的通频带很窄？有办法展宽吗？

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AIs ( jω )
Io ( jω) Is ( jω)

am jω 2 ( jω 1 / REC E ) jω 1 / RC R L C 2 jω 2 jω a 2 a1
52/68
AIs ( jω)

Io ( jω) Is ( jω)
20 lg A jω
A

jω

=

jω
-12 jω 2 jω+10 +18.5 jω+248.5 jω
+33

小结：低频响应是由电路中耦合电容和旁路电容引起的。
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院《模拟电子技术》课程组
512/6.8 单管共射放大电路的低频响应（了解）
低频增益函数
U1 C1 U2 Ii
U4 C2
Is Rs
hie RB U3
hfeIb RC
Io RL
RE Ce
CE低频等效电路
分析方法：忽略结电容，保留耦合、旁路电容，据CE低频等效
电路，列写四个节点电流方程，在根据节点电压与Ib和Io之间的关系，可以整理得
CE
h fe Rs h fe
a1

RB h fe RE RB RE Rs hie C E C1
53/68
例题：CE电路参数如下：
RC 2kΩ, RS RE RL 1kΩ , RB 10kΩ, C1 5μF, C2 10μF, CE 100μF, h fe 44, hie 1.4 kΩ

aห้องสมุดไป่ตู้ jω 2 ( jω 1 / RECE ) jω 1 / RC RL C 2 jω 2 jω a2 a1
其中：
am

h fe

Rs Rs h fe

Rs Rs RL

a2 C1
1 Rs h fe