模擬電路：第三章 放大電路的頻率特性2

截止頻率的計算方法截止頻率的計算方法增益函數(shù)法時間常數(shù)法AMFL(s)FH(s)fLfH短路時間常數(shù)法開路時間常數(shù)法fLfH注意：1）零點與極點對消的可能性

2）利用主極點的概念簡化分析1/29/20231北京航空航天大學202教研室3.2.6開路時間常數(shù)分析法3.2.6.1增益函數(shù)主極點與開路時間常數(shù)之間的關系1/29/20232北京航空航天大學202教研室I1(S)單獨作用下產(chǎn)生V’1(S)為：式中：R10表示與C1串聯(lián)的電阻I2(S)單獨作用下產(chǎn)生V’’1(S)為：式中：R12表示I2(S)單獨作用的開路反向傳輸電阻疊加后：1/29/20233北京航空航天大學202教研室同理可得：寫成矩陣形式：用P1，P2表示行列式的根，P1，P2即是增益函數(shù)的極點解出結(jié)果得：1/29/20234北京航空航天大學202教研室推廣到n階系統(tǒng)有：若存在主極點：fH與之的關系是什么？主極點結(jié)論：放大電路高頻增益函數(shù)極點倒數(shù)之和的負值，恒等于相應電容開路時間常數(shù)之和。（不適合用于含電感的系統(tǒng)）1/29/20235北京航空航天大學202教研室3.2.6.2用開路時間常數(shù)法計算fH（ωH）產(chǎn)生的誤差與修正對于兩個極點的系統(tǒng)有：當k=0.1時，ωH的實際值和近似值比值為1.089，k=0.25時，比值為1.182，k=1時，比值為1.287，可見誤差較大，以k<<0.1和k=1兩種極限情況下的比值的平均值1.14作為修正值,以減小計算誤差。式中：k表示極點p1和p2的比值1/29/20236北京航空航天大學202教研室考慮修正系數(shù)后，開路時間常數(shù)法的表達式為：對于復雜電路，不能判斷電路是否有主極點時，應用上式，優(yōu)點更為明顯。1/29/20237北京航空航天大學202教研室在不同的頻率段，這些大、小電容容抗不同。（1）中頻段：大電容短路，小電容開路，不考慮各類電容的影響，中頻段電壓增益與頻率無關(實數(shù))。前面對放大電路分析，就是對應于信號中頻段范圍。問題：前面對放大電路的求解為什么沒有考慮頻率因素？中頻段小信號等效電路1/29/20238北京航空航天大學202教研室（2）低頻段：引起電路頻率響應的因素是大電容大電容不再視為短路，對信號分壓使電壓增益下降并產(chǎn)生附加相移（正）；而小電容則更可視為開路。低頻段小信號等效電路1/29/20239北京航空航天大學202教研室（3）高頻段：引起電路頻率響應的因素是小電容小電容不再視為開路，使Av下降并產(chǎn)生附加相移(負)；大電容更可視為短路。晶體管結(jié)電容的影響B(tài)JT的混合π等效電路1/29/202310北京航空航天大學202教研室截止頻率的計算方法截止頻率的計算方法增益函數(shù)法時間常數(shù)法AMFL(s)FH(s)fLfH短路時間常數(shù)法開路時間常數(shù)法fLfH注意：1）零點與極點對消的可能性

2）利用主極點的概念簡化分析1/29/202311北京航空航天大學202教研室開路時間常數(shù)法-求fH的步驟高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。其它電容開路；從本電容兩端看進去的等效電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH1/29/202312北京航空航天大學202教研室3.3單級放大電路的頻率特性

3.3.1共射差放的高頻特性開路時間常數(shù)法-求fH高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。其它電容開路；從本電容兩端看進去的等效電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH1/29/202313北京航空航天大學202教研室高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH開路時間常數(shù)法-求fH1/29/202314北京航空航天大學202教研室高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH開路時間常數(shù)法-求fH1/29/202315北京航空航天大學202教研室高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH開路時間常數(shù)法-求fH求Cπ的開路時間常數(shù)電阻設Cμ=0時（開路）1/29/202316北京航空航天大學202教研室高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH開路時間常數(shù)法-求fH求Cμ的開路時間常數(shù)電阻設Cπ=0時（開路）1/29/202317北京航空航天大學202教研室可解出：求Cμ的開路時間常數(shù)電阻設Cπ=0時（開路）1/29/202318北京航空航天大學202教研室高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH開路時間常數(shù)法-求fH從而可求得ωH：1/29/202319北京航空航天大學202教研室求Cμ的R20時，與輸入、輸出回路均有關求Cπ的R10時，只與輸入回路相關問題：Cπ的開路時間常數(shù)電阻求解容易？Cμ的較復雜？為什么？1/29/202320北京航空航天大學202教研室3.3.2用密勒定理及其近似條件分析BW3.3.2.1密勒定理定理的引出Z：雙向化Z1,Z2:單向化1/29/202321北京航空航天大學202教研室電壓傳輸函數(shù)：相當于在圖（b）1端到地并聯(lián)了阻抗Z1，即Z11/29/202322北京航空航天大學202教研室相當于在圖（b）2端到地并聯(lián)了阻抗Z2，即Z21/29/202323北京航空航天大學202教研室3.3.2.2單向化微變等效電路圖3.3.4B’，C列節(jié)點電流方程：輸入導納Yi為：1/29/202324北京航空航天大學202教研室則:則：令：Cm稱為密勒電容(密勒倍增效應)若滿足密勒定理近似條件：1/29/202325北京航空航天大學202教研室同理可得出Cu對輸出回路的作用：CmC21/29/202326北京航空航天大學202教研室和應用開路時間常數(shù)法算得的結(jié)果十分相近！P153式3.3.3由密勒定理近似條件，可知主極點為：1/29/202327北京航空航天大學202教研室3.3.2.3增益帶寬積差放的低頻增益：按增益帶寬積的定義：密勒電容1/29/202328北京航空航天大學202教研室分析指出：（1）fT越高，G.BW有可能越大。（2）D=(1+gmR’L)Cμ/Cπ表示密勒效應擴增系數(shù)，Cμ越小，

G.BW越大，Rs和rbb’越小，G.BW越大例題(P156)：（1）開路時間常數(shù)法：

BW（2）用密勒單向化近似：

BW1/29/202329北京航空航天大學202教研室開路時間常數(shù)法-求fH的步驟高頻段小信號等效電路找出相關的電容（通常Cπ、Cμ）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。其它電容開路；從本電容兩端看進去的等效電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH1/29/202330北京航空航天大學202教研室3.3.3共基放大電路的頻率特性1.高頻段小信號等效電路2.找出相關的電容(通常Cπ、Cμ)。3.針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。4.計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH開路時間常數(shù)法-求fH問題：如何求該放大電路的高頻截止頻率？開路時間常數(shù)法步驟？1/29/202331北京航空航天大學202教研室得：若Cμ＝0則：問題：當rbb’=0時，畫出求Rπ0、Rμ0的簡化電路？若C’L＝0（包括Ccs’＝0）1/29/202332北京航空航天大學202教研室3.3.4共集放大電路的頻率特性問題：畫出高頻段等效電路？1/29/202333北京航空航天大學202教研室共集放大電路的高頻等效電路1/29/202334北京航空航天大學202教研室問題：畫出求Rμ0、

Rπ0、RL0的簡化電路？求Rμ01/29/202335北京航空航天大學202教研室電壓源\電流源轉(zhuǎn)換求Rπ01/29/202336北京航空航天大學202教研室若Rs＝0求RL01/29/202337北京航空航天大學202教研室結(jié)論：CC共集放大器的帶寬要比共射放大電路寬得多，共集放大器是寬帶放大器。CB最寬。BW(可判斷存在主極點)BW-工程修正CECB

GHzCC1/29/202338北京航空航天大學202教研室3.4.1兩級差動放大器的頻率特性分析求Avd=Avh(0)求BW。P1591/29/202339北京航空航天大學202教研室求Avd=Avh(0)步驟等效模型(中頻)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av21/29/202340北京航空航天大學202教研室求Avd=Avh(0)步驟等效模型(中頻)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av21/29/202341北京航空航天大學202教研室求Avd=Avh(0)步驟等效模型(中頻)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av21/29/202342北京航空航天大學202教研室求Avd=Avh(0)步驟等效模型(中頻)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av21/29/202343北京航空航天大學202教研室求BW步驟。見書上160頁！等效模型(高頻)找出相關的電容（Cπ、Cμ、Ccs）。針對每個電容，求開路時間常數(shù)電阻。計算開路時間常數(shù)Rj0Cj求和。求出fH1/29/202344北京航空航天大學202教研室作業(yè)：第三章5～7，141/29/202345北京航空航天大學202教研室小結(jié)1/29/202346北京航空航天大學202教研室1、放大電路的頻率響應頻率響應中頻增益轉(zhuǎn)折頻率上轉(zhuǎn)折頻率fH下轉(zhuǎn)折頻率fL帶寬fBW=fH-fL≈fH1/29/202347北京航空航天大學202教研室2、轉(zhuǎn)折頻率的計算方法轉(zhuǎn)折頻率的計算方法增益函數(shù)法時間常數(shù)法AMFL(s)FH(s)fLfH短路時間常數(shù)法開路時間常數(shù)法fLfH注意：1）零點與極點對消的可能性

2）利用主極點的概念簡化分析1/29/202348北京航空航天大學202教研室3、基本單級放大器的帶寬比較共基放大器射極跟隨器共射放大器>>注意：增益帶寬積為常數(shù)（靜態(tài)工作點一定）4、單級放大器中各電容對帶寬（轉(zhuǎn)折頻率）的影響1）外電容影響fL。2）三極管內(nèi)部電容影響fH。Cb’c和Cgd影響較大。注意：1）共射電路的Miller效應5、多級放大電路的帶寬計算同單級。注意：前后級電阻關系！1/29/202349北京航空航天大學202教研室作業(yè)：第三章5～7，141/29/202350北京航空航天大