放大電路的頻率響應(yīng)

放大電路的頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)——放大器的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系下面先分析無源RC網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)1.RC低通網(wǎng)絡(luò)RC低通電路（1）頻率響應(yīng)表達(dá)式：一.無源RC電路的頻率響應(yīng)最大誤差-3dB幅頻響應(yīng)0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線相頻響應(yīng)（2）RC低通電路的波特圖

RC低通電路的頻率特性曲線可見：當(dāng)頻率較低時(shí)，│AV│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的提高，│AV│下降，相位差增大，且輸出電壓是滯后于輸入電壓的，最大滯后90o。在此頻率響應(yīng)中，上限截止頻率fH是一個(gè)重要的頻率點(diǎn)。

2.RC高通網(wǎng)絡(luò)式中 下限截止頻率、模和相角分別為（1）頻率響應(yīng)表達(dá)式：RC高通電路的頻率特性曲線（2）RC高通網(wǎng)絡(luò)的波特圖可見：當(dāng)頻率較高時(shí)，│AV│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的降低，│AV│下降，相位差增大，且輸出電壓是超前于輸入電壓的，最大超前90o。在此頻率響應(yīng)中，下限截止頻率fL是一個(gè)重要的頻率點(diǎn)。

二.BJT的混合π型模型混合π型高頻小信號模型是通過三極管的物理模型而建立的。---發(fā)射結(jié)電容，---集電結(jié)電阻---集電結(jié)電容

rbb'---基區(qū)的體電阻，b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)。三極管的物理模型1.BJT的混合π型模型---發(fā)射結(jié)電阻

re（1）物理模型

根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型。高頻混合π型小信號模型電路

這一模型中用代替，這是因?yàn)棣卤旧砭团c頻率有關(guān)，而gm與頻率無關(guān)。（2）用代替rb’c很大，可以忽略。rce很大，也可以忽略。（3）簡化的混合π模型低頻時(shí)，混合

模型與H參數(shù)模型等效所以又rbe=rb+(1+

)re2.混合π參數(shù)的估算又因?yàn)樗詮氖謨灾胁槌?.BJT的頻率參數(shù)fβ、

fT

由β定義：

的等效電路

由可求出共射接法交流電流放大系數(shù)。

做出β的幅頻特性和相頻特性曲線。

三極管β的幅頻特性和相頻特性曲線當(dāng)β=1時(shí)對應(yīng)的頻率稱為特征頻率fT，且有fT≈β0f

當(dāng)20lgβ下降3dB時(shí),頻率f

稱為共發(fā)射極接法的截止頻率圖3–8共e極放大電路及其混合π型等效電路三.阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng)

具體分析時(shí),通常分成三個(gè)頻段考慮:(1)中頻段:全部電容均不考慮,耦合電容視為短路,極間電容視為開路。

(2)低頻段:耦合電容的容抗不能忽略,而極間電容視為開路。

(3)高頻段:耦合電容視為短路,而極間電容的容抗不能忽略。這樣求得三個(gè)頻段的頻率響應(yīng),然后再進(jìn)行綜合。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是,可使分析過程簡單明了,且有助于從物理概念上來理解各個(gè)參數(shù)對頻率特性的影響。

對于如圖所示的共射放大電路，分低、中、高三個(gè)頻段加以研究。

共射放大電路1.中頻段所有的電容均可忽略?？捎们懊嬷v的h參數(shù)等效電路分析。中頻電壓放大倍數(shù)：

fT≈β0

f

可由下式推出

當(dāng)f=fT時(shí),有因fT>>f,所以,fT≈β0

f

2.低頻段

在低頻段，三極管的極間電容可視為開路，耦合電容C1、C2不能忽略。方便分析，現(xiàn)在只考慮C1，將C2歸入第二級。畫出低頻等效電路如圖所示。

低頻等效電路可推出低頻電壓放大倍數(shù)：該電路有一個(gè)RC電路高通環(huán)節(jié)。有下限截止頻率：共射放大電路低頻段的波特圖幅頻響應(yīng)：

相頻響應(yīng)：

在高頻段，耦合電容C1、C2可以可視為短路，三極管的極間電容不能忽略。這時(shí)要用混合π等效電路，畫出高頻等效電路如圖所示。3.高頻段用“密勒定理”將集電結(jié)電容單向化。高頻等效電路用“密勒定理”將集電結(jié)電容單向化：其中：2.簡化的混合π型模型圖3–7Cμ的等效過程令此式表明,從b′、e兩端看進(jìn)去,跨接在b′、c之間的電容Cμ的作用,和一個(gè)并聯(lián)在b′、e兩端,其電容值為的電容等效。這就是密勒定理。如圖3-7(c)所示。

忽略CN，并將兩個(gè)電容合并成一個(gè)電容，得簡化的高頻等效電路。其中：該電路有一個(gè)RC電路低通環(huán)節(jié)。有上限截止頻率：可推出高頻電壓放大倍數(shù)：其中：共射放大電路高頻段的波特圖幅頻響應(yīng)：

相頻響應(yīng)：

4.完整的共射放大電路的頻率響應(yīng)（1）通頻帶：（2）帶寬-增益積：│fbw×Aum│BJT一旦確定，帶寬增益積基本為常數(shù)5.頻率失真——由于放大器對不同頻率信號的放大倍數(shù)不同而產(chǎn)生的失真。頻率失真動畫演示兩個(gè)頻率響應(yīng)指標(biāo)：例題

解：模型參數(shù)為

設(shè)共射放大電路在室溫下運(yùn)行，其參數(shù)為：試計(jì)算它的低頻電壓增益和上限頻率。低頻電壓增益為又因?yàn)樗陨舷揞l率為本章小結(jié)1．基本放大電路的組成。BJT加上合適的偏置電路（偏置電路保證BJT工作在放大區(qū)）。2．交流與直流。正常工作時(shí)，放大電路處于交直流共存的狀態(tài)。為了分析方便，常將兩者分開討論。直流通路：交流電壓源短路，電容開路。交流通路：直流電壓源短路，電容短路。3．三種分析方法。（1）估算法（直流模型等效電路法）——估算Q。（2）圖解法——分析Q（Q的位置是否合適）；分析動態(tài)（最大不失真輸出電壓）。（3）h參數(shù)交流模型法——分析動態(tài)（電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等）。

4．三種組態(tài)。（1）共射——AU較大，Ri、Ro適中，常用作電壓放大。（2）共集——AU≈1，Ri大、Ro小，適用于信號跟隨、信號隔離等。（3）共基——AU較大，Ri小，頻帶寬，適用于放大高頻信號。

由FET構(gòu)成的放大電路也有三種組態(tài)，可與BJT三種組態(tài)一一對應(yīng)。

5．多級放大器。兩種耦合方式：阻容耦合與直接耦。電壓放大倍數(shù)：AU=AU1