第四章 放大电路基础(4)放大电路的频率响应2013

（3）高频响应及上限截止频率：
用戴维南定理将C左端的电路进行变换： 其中： Rb＞＞rbe ,Rb＞＞Rs
+ vs ib R b + vb e
C = C b ′e + C M
ic c + v0 -
C
R ≈ rb 'e //( rbb ' + Rs )
• rb'e Vs' ≈ Vs R S + rbb' + rb'e •
gmVb e
RL
e
电路中只含有一个电容， 与R、C低通网络类似。
2013-3-4
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单级共射电路的高频响应
可推出高频电压放大倍数：
A VSH
′ R′ V g V = 0 = − m be L V V S S
Rb=Rb1//Rb2
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单级共射电路的低频响应
为分析的方便， 做一些近似： Rb＞＞Ri’ ωCeRe＞＞1
为分析方便，把Ce折算到输入、输出回路，认为Ce对输 出回路影响小，忽略不计。
)C =(1 + g R ')C CM = (1 − A V′ b′c m L b'c
同理可求： CM′ = (1 +
1 )Cb 'c ≈ Cb 'c g m RL '
密勒 电容 很小，常 忽略不计
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R b1
Rc T Re
+ VCC C b2
+
RL
Ce
vo -
1 = ωC
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4
无源RC网络的频率响应
（3）单时间常数R、C电路的频响总结：
20log|AV| 0dB
u可用低通RC，高通RC网络模拟放 大电路的频响。 u求出上下限频率，可用三折线构成 幅频响应，五折线构成相频响应。 ——折线近似画出波特图。 u上下限频率与时间常数成反比。
混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的。 rb c （1）混合π等效电路： 如图 b’是假想的基区内的一个点： rbb‘ ——基区的体电阻，约200Ω rb’e——发射结电阻，约几个千欧 Cb’e——发射结电容，约几十PF rb’c——集电结电阻，很大几百欧 Cb’c——集电结电容，几个PF
Cb2 + RL V0 -
′ Cb1Ce C1 = ′ Cb1 + Ce
Rs + Vs -
ibRC +
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单级共射电路的低频响应
2、低频响应及下限频率： 由图可推出低频电压放大倍数：
A VSH
1 fH = 2πRC
其中： AVSm
•
V AVSm O = = f V S 1+ j fH
与低通电路的高频响 应一致。可作波特图
′ rb'e βRL =− g m RL ' = − R S + rbb' + rb'e R S + rbe
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若fL1、fL2的值相差四倍以上，电路的下限频率取二者中的较大值。
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单级共射电路的低频响应
共射放大电路低频段的波特图 幅频响应 ：
（ 20 lg | A VSL | dB ）
单级共射电路的高频响应
（2）密勒电容：
+ VS Rb rb Cb
e e
b
Cb
c
ic
c + R L v0 -
gmVb
e
Rc
e
b′e − v ce b′e b′e v v v i1 = = = 1 1 1 ) jωcb′c jωcM jωcb′c (1 − A v′
ce v Av′ = ≈ −g m R C // R L = −g m R ′ L b′e v
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2
频率响应基本概念
（2）频率失真（线性失真）： 幅频失真：因放大电路 对不同频率成分信号的 增益不同，从而使输出 波形产生失真。 相频失真：放大电路 对不同频率成分信号 的相移不同，从而使 输出波形产生失真。 注意：单一频率信号输入，不 会产生频率失真。 区别非线性失真和线性失真。
幅度失真和相位失真总称为频率失真
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3
频率响应基本概念
2、基本分析方法：
如图RC耦合放大电路：电路中存在外接 C b1 电容如隔直耦合电容、旁路电容，它们串接 + 在支路中，电容量大；管子的极间电容、线 + 间杂散电容等，它们并接在支路中，电容量 v i R b2 小。 中频区：所有电容均不计。 低频区：主要是耦合电容、旁路电容起作 + 用。串接在支路中的外接电容容抗大，不能 视为短路。而并接在支路上的极间电容容抗 大，可视为开路。可用高通R、C电路来模拟。 高频区：主要是极间电容起作用。可用低 容抗 通R、C电路来模拟。
⋅
1 f L1 = 2π (rbe + Rs )C1
fL2 =
由输入回路得
A VSL =
⋅
Vo Vs
⋅
=
A VSm (1 − j f L1 f )(1 − j L2 ) f f
1 由输出回路得 2π ( RC + RL )Cb 2
与R、C高通电路的低频响应相 一致，但有两个转折频率。 （ωCeRe＞＞1）
§4.7 放大电路的频率响应
前面分析放大电路时：（1）讲述的均是单一频率的正弦信号，事实上信 号的频率变化比较宽；（2）忽略了电路中电抗性（如电容）器件的影响，实 际上对不同频率的正弦信号，电容会产生不同的影响。
放大倍数是频率的函数。
一、基本概念及基本分析方法：
1、概念：
频率响应：指放大器对不同频率正弦信号的稳态响应。表示为：
+ VCC
C b2
中频段,前面已讨论过： 所有的电容均可忽略。用前面讲的 h参数等效电路分析 中频电压放大倍数：
RS vS +
+
T
RL
+
vi -
vo -
Avsm
′ vO Ri β RL = =− vS RS + Ri rbe
ϕ = − 180 °
Rb＞＞rbe
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这里只讨论高频段：
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fH 10fH fH 10fH
100fH 100fH
f
− 45 ° / 十倍频
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单级共射电路的低频响应
三、单级共射放大电路的低频响应：
在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容Cb1、Cb2,旁 路电容Ce 不能忽略. + VCC Rc 以工作点稳定电路为例，如图所示： Rb1 Cb2 Cb1 1、低频等效电路： + T + + RL v o vi Rb2 Re Ce +
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频率响应：混合π参数
（2） 混合π参数与H参数的关系： 低频、中频时，忽略极间电容，混合Π模型与H参数模型等效
rbe = rbb′ + rb′e
rb’e
v b′e = ib rb ′e gmvb′e = β0 ib
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26mV 26mV = (1 + β 0 ) ≈ β0 IE I EQ
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单级共射电路的高频响应
共射放大电路高频段的波特图: 幅频响应 ：
20 lg | A | dB） VSH （ 20 lg | A VSm |
-20dB/十倍频程 f
相频响应 ：
ϕ
-180° -225° -270°
0.1fH 0.1fH
β0为中、低频的 电流放大系数， 区别高频β。
I EQ β0 gm = = rb ′e 26mV
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C b ′e
gm = 2π f T
Cb′c 和 f T
从手册中查出
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单级共射电路的高频响应
2、单级共射放大电路的高频响应
对于如图所示的共射放大电路，分析时，可 分低、中、高三个频段加以研究。 Rb C b1 Rc
频率响应基本概念
（1）上、下限频率及通频带： RC耦合放大电路 的幅频响应：
定义：中频电压增益AVm； 对应0.707AVm的两个频率： FL为下限频率、FH 上限频率 BW=FH-FL为放大电路的通频带 中频区：所有电容均不计。 低频区：主要是耦合电容、旁路电容起作用。 高频区：主要是极间电容起作用。