第4章放大電路的頻率響應(yīng)

表示放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系，稱(chēng)為相頻特性(PhaseFrequncy

—Response)。1.放大器的頻率特性一般情況下，放大器中的電抗元件或具有電抗效應(yīng)的器件，其電抗(主要是容抗)是輸入信號(hào)頻率的函數(shù)。因而，放大器的電壓放大倍數(shù)也是頻率的函數(shù)。其頻率特性(FrequencyResponse)可用下式表示一、放大器的通頻帶Au(f)表示電壓放大倍數(shù)的幅值與頻率的關(guān)系，稱(chēng)為幅頻特性(AmplitudeFrequency—Response)。

+VCCRLRbRcC1C2RsUoUs+_+_單級(jí)阻容耦合共射極放大電路放大電路的頻率特性可以根據(jù)考慮電容影響的等效電路來(lái)計(jì)算。或通過(guò)實(shí)驗(yàn)的辦法來(lái)測(cè)定。做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。輸入信號(hào)分別為10mv，10kHz；10mv，10Hz；10mv，700kHz描繪出電路的幅頻特性曲線(xiàn)和相頻特性曲線(xiàn)，如圖所示。AuAum204060801001000101102103104105106-90°-180°-270°fL50fH1050f(Hz)f(Hz)φf(shuō)bw

=fH－fL

中頻區(qū)下限截止頻率fL上限截止頻率fH通頻帶fbw（Δf）AuAum204060801001000101102103104105106-90°-180°-270°fL50fH1050f(Hz)f(Hz)φ相頻特性上，中頻區(qū)內(nèi)，φ=-180o

，表示輸出電壓與輸入反向。f<

fL

相移超前。f>fL

相移滯后。頻率失真：不能同等放大不同頻率的信號(hào)所引起的失真。大容量的耦合電容和旁路電容主要影響放大器的低頻特性。，大電容不能視為短路

，小電容更能視為開(kāi)路NNPbcerb’crbb’reCb’cCb’e集電結(jié)發(fā)射結(jié)，大電容更能視為短路

，小電容不能視為開(kāi)路單級(jí)阻容耦合共射極放大電路的頻率特性可以用下式來(lái)表示+-=HLumu11ffjffjAA&&(())晶體管的PN結(jié)電容和線(xiàn)路寄生

電容主要影響放大器的高頻特性。在描繪放大器的幅頻特性和相頻特性曲線(xiàn)時(shí)，通常f軸采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)。放大倍數(shù)的幅值也采用分貝表示(即縱坐標(biāo)也用對(duì)數(shù)坐標(biāo))。放大倍數(shù)換算為分貝的公式為Au(dB)=20lgAu圖中在上下限截止頻率附近用折線(xiàn)表示實(shí)際的特性曲線(xiàn)。Au(dB)Aum20403dB1000101102103104105106-90°-180°-270°fL50fH1050f(Hz)f(Hz)φf(shuō)HfL對(duì)數(shù)頻率特性2.單級(jí)阻容耦合共射放大電路的頻率特性+VCCRLRbRcC1C2RsUoUs+_+_單級(jí)阻容耦合共射極放大電路設(shè)Rb>>rbe可以計(jì)算出：⑴

單級(jí)阻容耦合共射放大電路的低頻特性低頻時(shí)，耦合電容C1和C2不能視為短路。頻率越低，電壓放大倍數(shù)越小。只考慮C1的單獨(dú)作用時(shí)的低頻特性只考慮C1的低頻等效電路RLRsC1rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-⑴

單級(jí)阻容耦合共射放大電路的低頻特性輸入回路時(shí)間常數(shù)：只考慮C1的低頻等效電路RLRsC1rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-⑴

單級(jí)阻容耦合共射放大電路的低頻特性幅頻特性用分貝表示的幅頻特性f>>fL10=f=fL1時(shí)，此項(xiàng)等于3f<<fL1⑴

單級(jí)阻容耦合共射放大電路的低頻特性取f=0.1fL1，Ausl1(dB)20lgAusm20dB20dB/十倍頻0.1fL1fL110fL1f(Hz)03dBφ0-90°-135°-180°f(Hz)-45°/十倍頻5.7°f>>fL1f=fL1時(shí)，此項(xiàng)等于45°⑴

單級(jí)阻容耦合共射放大電路的低頻特性f<<fL1時(shí)，此項(xiàng)等于-90°電容C2的單獨(dú)作用時(shí)的低頻特性只考慮C2的低頻等效電路RLRsC2rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-Io代入得電容C2的單獨(dú)作用時(shí)的低頻特性只考慮C2的低頻等效電路RLRsC2rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-Io電容C2所在的輸出回路的時(shí)間常數(shù)設(shè)則電容C1

、C2的共同作用下的低頻特性同時(shí)考慮電容C1、C2的影響：若fL1和fL2相差4倍以上，可近似地把較大的一個(gè)做為fL

。下限截止頻率fL可由下式計(jì)算：此時(shí)相當(dāng)高通濾波器！頻率較高時(shí)，兩個(gè)PN結(jié)電容Cb’c和Cb’e對(duì)流過(guò)PN結(jié)電阻的信號(hào)電流的分流作用不能忽略，從而使高頻段的電壓放大倍數(shù)降低。故不能視為開(kāi)路耦合電容和旁路電容的容抗更小。故仍視為短路⑵

單級(jí)阻容耦合共射放大電路的高頻特性NNPbcerb’crbb’reCb’cCb’e集電結(jié)發(fā)射結(jié)晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖晶體管高頻混合π型等效電路，將b’-c間的電容用米勒定理折算到入/出端（參考清華教材）：⑵高頻特性crbb’Cb’crb’eCb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'12+晶體管高頻混合π型等效電路通常在放大區(qū)Cμ小，看成開(kāi)路rbb’cCπrb’eCb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'12+Cμ簡(jiǎn)化的高頻π型等效電路：rbb’crb’eCi+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'+晶體管高頻混合π型等效電路晶體管高頻混合π型等效電路在中頻區(qū)，PN結(jié)電容均可看成開(kāi)路。則電路為crbb’rb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'+Ucebecrbe+_IbUbeIcβIbe+－晶體管高頻混合π型等效電路crbb’rb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'+Ucebecrbe+_IbUbeIcβIbe+－單級(jí)阻容耦合共射放大電路的高頻特性rbb’crb’eCi+_Ub’eb+_eb'+RLRs+_UsUoRcgmUb’e單級(jí)阻容耦合共射放大電路的高頻特性幅頻特性f=fH，此項(xiàng)為3f<<fH單級(jí)阻容耦合共射放大電路的高頻特性全頻段的頻率特性φ0-90°-135°-180°f(Hz)-45°/十倍頻-225°-270°Ausl1(dB)20lgAusm20dB+20dB/十倍頻0.1fHfH10fHf(Hz)03dB0.1fLfL10fL當(dāng)f>>fH，f=10fHAusl1(dB)20lgAusm20dB-20dB/十倍頻0.1fHfH10fHf(Hz)03dB單級(jí)阻容耦合共射放大電路的高頻特性φ0-180°-225°-270°f(Hz)-45°/十倍頻5.7°相當(dāng)?shù)屯V波器3.多級(jí)放大電路的頻率特性多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)是各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積，即：用分貝表示的幅頻特性為相頻特性為多級(jí)放大電路的對(duì)數(shù)幅頻特性相當(dāng)于各級(jí)對(duì)數(shù)幅頻特性的代數(shù)和。多級(jí)放大電路的相頻特性也是各級(jí)相頻特性的代數(shù)和。多級(jí)放大器的頻率特性同樣可以用實(shí)驗(yàn)的方法求出。如果已知各級(jí)的對(duì)數(shù)頻率特性，則只要把各級(jí)的頻率特性曲線(xiàn)的同一橫坐標(biāo)處的縱坐標(biāo)值疊加起來(lái)，就得到了總的頻率特性曲線(xiàn)。φ0-540°-180°f(Hz)-360°Ausl1(dB)20lgAumfHfH110fH1f(Hz)03dB-20dB/十倍頻fL1fL-40dB/十倍頻fbwfbw16dB0.1fH110fL10.1fL120lgAum1多級(jí)放大電路的頻率特性與單級(jí)放大電路的頻率特性相比，有如下特點(diǎn)：⑴兩級(jí)放大電路的通頻帶要比單級(jí)電路的通頻帶窄。fL＞fL1，fH＜fH1。

⑵

在