第三章放大器的頻率特性剖析課件

第3章放大器的頻率特性

1為什么要研究放大電路的頻率響應(yīng)

為什么放大電路在高頻段和低頻段放大倍數(shù)值會(huì)下降且會(huì)產(chǎn)生附加相移什么是上限截止頻率、下限截止頻率、通頻帶、波特圖如何構(gòu)造晶體管的高頻等效電路如何求取單管放大電路的頻率響應(yīng)23

3.1

頻率響應(yīng)的基本概念3.1.1頻率響應(yīng)的基本概念

1

頻率響應(yīng)和通頻帶在輸入正弦信號(hào)情況下，輸出隨輸入信號(hào)頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)。34其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)高頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）52頻率失真（線性失真）幅度失真：對(duì)不同頻率的信號(hào)增益不同產(chǎn)生的失真基波二次諧波輸入信號(hào)輸出信號(hào)基波二次諧波相位失真：對(duì)不同頻率的信號(hào)相移不同產(chǎn)生的失真63用分貝（dB)表示放大倍數(shù)74對(duì)數(shù)頻率響應(yīng)－波特圖縱軸：

橫軸：幅值——用dB表示相位——用度表示8影響放大電路頻率響應(yīng)的因素頻段低頻段中頻段高頻段影響因素耦合電容、旁路電容不可忽略，結(jié)電容視為開路。耦合電容、旁路電容視為短路，結(jié)電容視為開路。耦合電容、旁路電容視為短路，結(jié)電容不可忽略。放大倍數(shù)變化情況放大倍數(shù)幅值下降，產(chǎn)生超前的附加相移。放大倍數(shù)幅值不隨頻率變化而變化，只有固定相移。放大倍數(shù)幅值下降，產(chǎn)生滯后的附加相移。分析方法采用低頻等效電路，計(jì)算下限截止頻率。采用中頻等效電路，計(jì)算中頻放大倍數(shù)。采用高頻等效電路，計(jì)算上限截止頻率。93.1.2頻率特性的基本概念

對(duì)低頻段,由于耦合電容和射級(jí)旁路電容的容抗變大,低頻段時(shí)1/ωC<<R不成立。電容不能視為短路，等效電路如圖所示。10對(duì)高頻段,影響頻率響應(yīng)的主要因素是三極管極間電容和接線，這兩者電容在電路中與其他支路是并聯(lián)的，等效電路如圖所示。11基本RC電路的頻率響應(yīng)(1)RC低通電路12?滯后????fO|Au

|10.707O–45–90

fHf幅頻特性相頻特性13頻率特性的波特圖f/fH0?20lg|Au

|/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH頻率特性波特圖?–90

f0|Au

|10.7070–45fHf–3dB–20dB/十倍頻–

45/十倍頻?14（2）RC高通頻率特性???令1/RC=L則fL

=1/2RC超前RC??15f10fL20lg|Au|=0dBf=fL20lg|Au|=20lg0.7071=-3dBf0.1fL20lg|Au|=-20lgf/fH超前

RC高通電路的頻率特性曲線16f/fH0?20lg|Au

|/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH17共射基本放大電路的頻率特性183.2單級(jí)放大器的頻率響應(yīng)

3.2.1晶體管高頻混合π型等效電路

3.2.2單級(jí)晶體管頻率響應(yīng)分析電容耦合共射放大器

3.2.3晶體管的高頻參數(shù)

19三極管的物理模擬電路

BEBCrbbrberbcCbcCbe3.2.1晶體管高頻混合π型等效電路20

混合π型等效電路21

1．密勒定理密勒定理原理圖22

簡(jiǎn)化過程結(jié)論23

2．簡(jiǎn)化混合π型等效電路單向化的混合π型等效電路

24單向化的混合π型等效電路c

b

C

K

'

)

1

(

&

-

25

簡(jiǎn)化混合π型等效電路26(1)中頻區(qū)頻率響應(yīng)的分析(2)低頻區(qū)頻率響應(yīng)的分析(3)高頻區(qū)頻率響應(yīng)的分析(4)完整的幅頻特性和相頻特性曲線電容耦合共射放大器頻率響應(yīng)分析

271．中頻區(qū)頻率響應(yīng)的分析特點(diǎn)：所有電容的影響均可忽略不計(jì)。結(jié)論：電壓放大倍數(shù)與頻率無關(guān)28

中頻區(qū)等效電路29

中頻區(qū)電壓放大倍數(shù)302．低頻區(qū)頻率響應(yīng)的分析低頻區(qū)等效電路

低頻區(qū)電壓放大倍數(shù)

幅頻特性

相頻特性

特點(diǎn)：考慮C1,C2,Ce的作用31(1).低頻等效電路32(2)考慮Cb1單獨(dú)起作用,放大電路呈現(xiàn)高通電路特性中頻增益轉(zhuǎn)折頻率33頻率特性34(3)考慮Cb2單獨(dú)起作用,放大電路呈現(xiàn)高通電路特性轉(zhuǎn)折頻率35(4)考慮Ce單獨(dú)起作用,放大電路呈現(xiàn)高通電路特性轉(zhuǎn)折頻率36(5)總的低頻響應(yīng)若其中一個(gè)頻率大于另外兩個(gè)頻率的4倍以上，則近似取該頻率為下限截止頻率，通常Ce決定的轉(zhuǎn)折頻率比較大373.高頻區(qū)頻率響應(yīng)的分析

高頻區(qū)等效電路

高頻區(qū)電壓放大倍數(shù)

幅頻特性

相頻特性

特點(diǎn)：考慮電容38

高頻區(qū)等效電路39

高頻區(qū)簡(jiǎn)化等效電路40

高頻區(qū)電壓放大倍數(shù)41

幅頻特性42

相頻特性434．完整的幅頻特性和相頻特性曲線

44完整的幅頻特性和相頻特性曲線453.2.3晶體管的高頻參數(shù)

1．共射截止頻率

2．特征頻率

3．共基截止頻率

46

1．共射截止頻率定義：高頻時(shí)將隨頻率的升高而下降。當(dāng)下降到中頻數(shù)值的0.707時(shí)的頻率，稱為共射截止頻率。等效電路

47

求

的等效電路48

計(jì)算49

2．特征頻率

定義：計(jì)算：當(dāng)時(shí)50

3．共基截止頻率定義當(dāng)下降為中頻α0的0.707倍時(shí)的頻率fα為α的截止頻率。51fα、fβ、

fT之間有何關(guān)系?將式(3-3)