第5章 放大电路的频率响应及第6章部分习题_上传
模拟电子技术第5章放大电路的频率响应
（式中f 的单位为Hz ）放大电路的频率响应一、选择题（6小题，共12.0分）（02分）1.从括号中选择正确答案，用 A 、B 、C 填空。
在双极型晶体管三种基本接法中高频响应特性最好的是 ___________，最差的是A •共射接法，B •共集接法，C •共基接法 （02分）2.已知图（a ）所示电路的幅频响应特性如图（ b ）所示。
从括号中选择正确答案,用A 、B 、C 填空。
影响f L 大小的因素是 _____ ，影响f H 大小的因素是 _____ 。
（02分）3•选择正确答案，用 A 、B 、C 填空。
由两个频率特性相同的单级阻容耦合放大电路组成的两级放大电路的上限截止 频率 ，下限截止频率 __________________ 。
A .变高，B .变低，C .基本不变（02分）4•选择正确答案，用 A 、B 、C 填空。
由两个频率特性相同的单级直接耦合放大电路组成的两级放大电路的上限截止频率 ____ ，下限截止频率 ____ 。
（A .变高， B .变低， C .不变）（02分）5•从括号中选择正确答案，用 A 、B 、C 填空。
上限截止频率为1.5MHz ，下限截止频率为100Hz ,的两个相同的单级放大电路组成-个两级放大电路，这个两级放大电路的上限截止频率约为 ________________________________ 。
（A . 1MHz , B . 1.5MHz , C . 2MHz ）, 下限截止频率约为 ___________________________（A . 70Hz , B . 100Hz , C . 150Hz ）。
（02分）6.从括号中选择正确答案，用 A 、B 、C 填空。
上限截止频率为15kHz ,下限截止频率为20Hz ,的两个相同的单级放大电路组成一个两级放大电路，这个两级放大电路的上限截止频率约为 ____________________________________ 。
(完整版)模拟电子技术5章习题答案.docx
5 放大电路的频率响应自我检测题一．选择和填空1． 放大电路对高频信号的放大倍数下降，主要是因为C 的影响；低频时放大倍数下降， 主要是因为A的影响。
(A. 耦合电容和旁路电容； B. 晶体管的非线性；C. 晶体管的极间电容和分布电容 )2．共射放大电路中当输入信号频率为f L 、f H 时，电路放大倍数的幅值约下降为中频时的A；或者说是下降了DdB ；此时与中频相比， 放大倍数的附加相移约为 G度。
(A. 0.7 ，B. 0.5 ，C. 0.9) ； (D. 3dB ，E. 5dB ，F. 7dB)； (G. -45°， H. -90 °， I. -180 ° )3． 某放大电路 &3 所示。
由图可见，该电路的中频电 | A v |的对数幅频响应如图选择题& ； 上限频率 f H = 10 8 Hz ； 下限频率 f L = 102Hz ； 压增益 | A vM | =1000当 ff H 时电路的实际增益 =57dB ；当 ff L 时电路的实际增益 =57dB 。
20lg A v / dB80 +20dB/ 十倍频程-20dB/ 十倍频程60 40 2011021041061081010 f / Hz图选择题 34． 若放大电路存在频率失真，则当v i 为正弦波时， v o D。
（ A. 会产生线性失真B. 为非正弦波C.会产生非线性失真D. 为正弦波）D。
（ A. 输5． 放大电路如图选择题 5 所示，其中电容Ｃ１增大，则导致入电阻增大B. 输出电阻增大C.工作点升高D.下限频率降低）?+V CCR 1R 2C 1???RLv s _R 3v o? _?图选择题 5二．判断题（正确的在括号内画√，错误的画×）1．改用特征频率 f T 高的晶体管， 可以改善阻容耦合放大电路的高频响应特性。
（ √ ）2．增大分布电容的容量，可以改善阻容耦合放大电路的低频响应特性。
4-2-5第五章放大电路的频率响应
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第五章放大电路的频率响应
5.2.2 晶体管电流放大倍数β的频率响应
从混合π等效模型可以看出，管子工作在高频段时，若 基极注入的交流电流Ib的幅值不变，则随着信号频率的 升高，b/-e间的电压Ub/e的幅值将减小，相移将增大； 从而使IC的幅值随Ub/e线性下降，并产生与Ub/e相同的 相移。
值下降到 0.707 0 (即
1 2
0
)时的频率。
当 f = f 时，
1 2
0
0.707 0
20lg 20lg0 20lg 2 20lg0 3(dB)
值下降到中频时的 70% 左右。或对数幅频特 性下降了 3 dB。
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第五章放大电路的频率响应
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第五章放大电路的频率响应
5.4 单管放大电路的频率响应
5.4.1单管共射放大电路的频率响应
中频段：各种电 抗影响忽略，Au 与 f 无关；
低频段： 隔直 电容压降增大， Au 降低。与电路中电阻
Rb
C1 +
Rs +
US
+
~
Ui
Rc
+VCC
C2
小结
（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间 常数τ，即决定了fL和fH。
（2）当信号频率等于fL或fH放大电路的增益下降 3dB，且产生+450或-450相移。
（3）近似分析中，可以用折线化的近似波特图 表示放大电路的频率特性。
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第五章放大器的频率响应
,
Z R // 1
jC
高频时，Z ，AV ， 使频带适当展宽。
二、负反馈法
放大电路加入负反馈后，增益下降，但通 频带却加宽了，如图21所示。
2 0 l gA / d B
80 60 40 20 0
1 01 1 02 1 03 1 04 1 05 1 06 1 07
图21 负反馈对通频带的影响
图4 RC低通电路的频率特性曲线
（2） RC高通电路（ 如图5所示 ）
其电压放大倍数
.
Av
为：
.
.
Av
=V.o
Vi
j /L 1 j / L
jf / 1 jf
fL / fL
式中
L
1 RC
1
。
下限截止频率、模和相角分别为
图5 RC高通电路
f0
fL
1
2RC
Av
f / fL 1 ( f fL)2
非标准式
标准式
（2 如1）何其电求R压C电放低路大通倍的电数传(路传输递（函函如数数)图为 3所示幅 特 处fH）称频 性 的为特 将 误上性 以 差限2的 最0截dX大B轴V+-止，./id和频有ecY率的－轴。斜R3都d当率B是。下f采≥Cf降H用时。对，在数幅f坐频=+Vf-标H.o，
AU
Uo Ui
负反馈。
(a)
•图(b)电路，也为电流并联负反馈。
(b)
前四章小结
第一章：
1．半导体的基础知识：（本征、杂质、P型、N型、 P N结 ） 2．二极管：（构成、伏安特性、特殊二极管、应用）
第二章：
1．半导体三极管：（构成、放大原理、伏安特性、参数 ） 2．基本放大电路：（构成原理、静态分析、动态分析、三种组态的放大电路的分 析） 3．放大器的级间耦合：（耦合方式、特点、） 4．多级放大电路的参数计算：
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
模电(第四版)习题解答
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)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。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R大的特点。
( √)其GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
( ×) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。
第五章放大电路的频率响应
若考虑电抗性元件的作用和信号角频率变量，则 放大电路的电压增益可表达为
Au (
j
)
UO( Ui(
j ) j )
或
Au Au ( )( )
式中ω为信号的角频率，Au（ω）表示电压增益的 模与角频率之间的关系，称为幅频响应；ψ（ω）表 示放大电路输出与输入电压信号的相位差与角频率 之间的关系，称为相频响应。
5.1 简单RC低通和高通电路的频率响应
5.2 三极管放大电路的频率响应
★ 5.3 负反馈放大电路的自激和频率 补偿
5.1 简单RC低通和高通电路的频率响应
在放大电路中，由于电抗元件（如电容、电感线圈等） 及晶体管极间电容的存在，当输入信号的频率过低或过高 时，不但放大倍数的数值会变小，而且还将产生超前或滞 后的相移。这说明放大倍数是信号频率的函数，这种函数 关系称为频率响应或频率特性。
1
1
j( H ) 1
1 j( f
fH )
用幅值和相角表示，则
Au
1 1 ( f fH )2
arctg( f fH )
Au
1 1 ( f fH )2
arctg( f fH )
f ≤0.1fH时
Au 1
0
用分贝表示，则20lg|Au|=0dB 这是一条与横轴平行的零分贝线。
f = fH时
f
1
2 rbe (Cbc
Cbe )
2 特征频率
fT
gm
2 Cbe
3 共基极截止频率
电流放大倍数下降到1
f (1 0 ) f
耦合电容短路,三极管结电容断开
Uo gmUbe (Rc // RL )
Ui
Ube rbe
《模拟电子技术基础》第5章 放大电路的频率响应
Au
1 1 ( f fH)2
arctan( f fH )
频率响应概述
【 】 内容 回顾
（3）几个结论
① 电路低频段的放大倍数需乘因子
jf fL 1 jf fL
1
电路高频段的放大倍数需乘因子 1 jf fL
② 当 f=fL时放大倍数幅值约降到0.707倍，相角超前45º； 当 f=fH时放大倍数幅值也约降到0.707倍，相角滞后45º。
③ 截止频率决定于电容所在回路的时间常数
f L(H)
1
2π
④ 频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线。
放大电路的频率参数
高通 电路
低通 电路
下限频率
fbw fH fL 上限频率
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。
在高频段，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。
适应任何频率信号的等效电路
高频等效电路
用三极管高频等效 模型代替三极管; 保留电路中的电容； 其他部分画成交流通 路。
1、中频电压放大倍数 Aum、Ausm 断路
短路
Aum
Uo Ui
g mUbe rbe rbe
RC // U be
RL
中频电压 放大倍数 的计算与 h参数交 流等效电 路法计算 结果完全 相同！
rb'e
(1
) UT
IE
gm
0
rb'e
I EQ UT
0 gm rb'e
0Ib gmUb'e gmIbrb'e
•
5.2.2 晶体管电流放大倍数 的频率响应
第5章放大电路的频率响应
－
－
(b) 高频段极间电容的影响
结束
第 5章
放大电路的频率响应
一、高通电路
图5.1.1 高通电路及频率响应
结束
第 5章
放大电路的频率响应
RC高通电路的电压增益： ( s) U R 1 o Au ( s ) 1 1 U i ( s) R 1 j C jRC 1 1 1 fL L 令 2RC RC
A ush
R rbe //(rbb Rs // Rb ) U U U U 0 s be 0 U U U U
s s s be
1 Ri rbe jRC ( g m R L) 1 Rs Ri rbe 1 jRC
f fL f 2 1 ( ) fL
f 180 （90 arctg ) fL f 90 arctg fL
结束
第 5章
放大电路的频率响应
三、高频电压放大倍数
图5.4.4 单管共射放大电路的高频等效电路
结束
第 5章
放大电路的频率响应
rbe rbe Ri Us Ui U s rbe rbe Rs Ri
'
U b'e (1
U ce U b 'e
(c)
)
1 j C m
令
U ce U b'e
K ,则
U b'e (1 K ) U b 'e I 1 1 j C m j (1 K )C m
'
结束
第 5章
放大电路的频率响应
第五章放大电路的频率响应
第5章 5.2 章
二,简化的混合π模型 模型 b
rbb '
将混合π模型简化后, 将混合 模型简化后, 模型简化后 + + 进行单向化转换,即将C 进行单向化转换,即将 等效在输入回路和输出回路 . . 折合到b'e间的电 中.设C折合到 间的电 U be U b 'e 容为C' 折合到ce间的电 容为 ,折合到 间的电 容为C" 容为 .则
C + . Ui R + . Uo -
图5.1.1 高通电路及 其频率响应 (a) 电路
第5章 5.1 章
分别写出幅频特性和相频特性
f . fL 幅频特性:Au = Au = f 2 1+ ( ) fL f 相频特性: = 90° arctg ( ) fL . A 当f >> fL时,. u ≈1,φ ≈0°; , ° 当f = fL时, Au ≈0.707,φ =+45°; , ° . 当f<<fL时, Au →0,φ ≈+90°. , °
.
+
U b 'e
rb 'e
-
.
g m U b 'e
RC RL U o
-
图5.4.2 单管共射放大电路的中频等效电路 .
.
Ausm =
Uo
.
=
U i U b 'e U o
.
=
.
Us
U s U i U b 'e
.
Ri rb 'e ( g m R' L ) Rs + Ri rbe
R =R //(bb' +rb'e) =R //rbe i b r b
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、 fL、 fH， 并 画 出 波 特 图 。 试求解 A um 、 fL、 fH。 解： （ 1） 变 换 电 压 放 大 倍 数 的 表 达 式 ， 求 出 A um
2 103 j (1 j f 10
A u
f f f )(1 j 4 )(1 j 5 ) 10 10 10 3 Aum 2 10 f L 10 Hz f H 104 Hz
或
A u
5.4 已 知 某 电 路 的 幅 频 特 性 如 图 P5.4 所 示 ， 试 问 ： （ 1） 该 电 路 的 耦 合 方 式 ； （ 2） 该 电 路 由 几 级 放 大 电 路 组 成 ； （ 3 ）当 f ＝ 1 0 4 Hz 时 ， 附 加 相 移 为 多 少 ？ 当 f ＝ 10 5 时 ， 附 加 相 移 又 约 为多少？ （ 4） 该 电 路 的 上 限 频 率 fH 为 多 少 ？
图 P6.4
解：
图 （ a） ：直流负反馈 图 （ b） ：交、直流正反馈 图 （ c） ：直流负反馈
4
图 （ d） ：交、直流负反馈 图 （ e） ：交、直流负反馈 图 （ f） ：交、直流负反馈 图 （ g） ：交、直流负反馈 图 （ h） ：交、直流负反馈
6.5 电 路 如 图 P6 .5 （ a ） 、 （ b） 、 （ d） 、 （ e） 、 （ f ） 所 示 ， 要 求 同 题 6 .4 。
6 .7 分 别 判 断 图 P6 .5（ a ） 、 （ b） 、 （ e） 、 （ f ）所 示 各 电 路 中 引 入 了 哪 种 组 态 的交流负反馈。 解： 图 （ a） ：电压并联负反馈 图 （ b） ：电压串联负反馈 图 （ e） ：电流并联负反馈 图 （ f） ：电流串联负反馈
6
fH1 0.52 104 Hz 5.2kHz 1.1 3
2
5.6 已 知 两 级 共 射 放 大 电 路 的 电 压 放 大 倍 数
A u
200 jf f f f 1 j 1 j 4 1 j 5 10 10 10
或A u
3.2jf f f (1 j )(1 j 5 ) 10 10
的表达式。 5.3 已 知 某 共 射 放 大 电 路 的 波 特 图 如 图 P5.3 所 示 ， 试 写 出 A u
图 P5.3
解 ： 观 察 波 特 图 可 知 ， 中 频 电 压 增 益 为 40 dB ， 即 中 频 放 大 倍 数 为 － 1 00 ；
(b)
(d)
图 P6.5
解：
图 （ a） ：交、直流负反馈 图 （ b） ：交、直流负反馈
5
图 （ c） ： 通 过 源 极 电 阻 Rs 引 入 直 流 负 反 馈 ， 通 过 Rs、 R1、 R2 并 联 电 阻 引 入 交 流 负 反 馈 ， 通 过 C2、 Rg 引 入 交 流 正 反 馈 。 图 （ d） ：交、直流负反馈 图 （ e） ：交、直流负反馈 图 （ f） ： 通 过 R3 和 R7 引 入 直 流 负 反 馈 ， 通 过 R4 引 入 交 、 直 流 负 反馈
6 .6 分 别 判 断 图 P6.4 （ d ） ～ （ h ） 所 示 各 电 路 中 引 入 了 哪 种 组 态 的 交 流 负反馈。 解： 图 （ d） ：电流并联负反馈 图 （ e） ：电压串联负反馈 图 （ f） ：电压串联负反馈 图 （ g） ：电压串联负反馈 图 （ h） ：电压串联负反馈
（ 2 ） 由 20 lg Aum 20 lg(2 10 ) 66dB ， 波 特 图 如 解 图 P5.6 所 示 。
3
66
101
解 图 P5.6
3
第 6 章 放大电路中的反馈
6.4 判 断 图 P6.4 所 示 各 电 路 中 是 否 引 入 了 反 馈 ， 是 直 流 反 馈 还 是 交 流 反 馈，是正反馈还是负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
第 5 章 放大电路的频率响应
的表达式。 5.2 已 知 某 电 路 的 波 特 图 如 图 P5.2 所 示 ， 试 写 出 A u
图 P5.2
解 : 由 20 lg Aum 30dB Aum 32 根据相频特性知电路为基本共射放大电路。
)(1 j 5 ) jf 10
图 P5.4
解 :（ 1） 因 为 下 限 截 止 频 率 为 0， 所 以 电 路 为 直 接 耦 合 电 路 ； （ 2 ） 因 为 在 高 频 段 幅 频 特 性 为 － 60dB/ 十 倍 频 ， 所 以 电 路 为 三 级 放 大 电路； （ 3 ）当 f ＝ 10 4 Hz 时 ，φ ' ＝ － 135 o ；当 f ＝ 10 5 Hz 时 ，φ ' ≈ － 270 o 。 （ 4） fH
1
的表达式 下 限 截 止 频 率 为 1 Hz 和 1 0 Hz ， 上 限 截 止 频 率 为 250k Hz 。 故 电 路 A u
为
A u
100 1 10 f (1 )(1 )(1 j ) jf jf 2.5 105 10 f 2 f f (1 jf )(1 j )(1 j ) 10 2.5 105