模電chapter第五章放大電路頻率響應(yīng)

5.11、幅頻特性、相頻特5.11、幅頻特性、相頻特頻率響應(yīng)：放大電路增益與輸入信號頻率之間的關(guān)系&(jω)&(ω)幅頻特頻率響相頻特起因：放大電路中存在的耦合電容、旁路電容，晶體管的極間電容等電抗元件。低頻段中頻段低頻段中頻段放大電路為純阻網(wǎng)絡(luò)。增益頻率無關(guān)通頻ffL中頻3）高頻段ffH3dB頻上限截止頻率下限截止頻率中頻增放大電路的類要不失真放大信號，放大電路的頻帶必須放大電路的類要不失真放大信號，放大電路的頻帶必須大于輸入信號的頻率范高通放大電帶阻放大電帶通放大電低通放大電2、放大電路的傳輸函數(shù)及波特傳輸函數(shù)：波特圖：用來表示放大電路頻率響應(yīng)的圖形方法a)傳輸函i2、放大電路的傳輸函數(shù)及波特傳輸函數(shù)：波特圖：用來表示放大電路頻率響應(yīng)的圖形方法a)傳輸函ioui電壓增益或壓傳輸函o&都為頻率相關(guān)函放大電io傳輸函A(jω)傳輸函A(jω)幅A()(dB)20lg相正弦穩(wěn)態(tài)分放大電傳輸函 利用傳輸函數(shù)來定量分析放大電路的頻率特b)波特用半對數(shù)坐標來圖形表示放大電路的頻率特縱坐標（增益幅度、相移等分刻波特橫坐標（頻率對數(shù)坐10b)波特用半對數(shù)坐標來圖形表示放大電路的頻率特縱坐標（增益幅度、相移等分刻波特橫坐標（頻率對數(shù)坐101、102、103等間距刻ww00優(yōu)點：能夠表示較寬的頻率范定性分獲得波特圖的途徑放大獲得波特圖的途徑放大電波特A(ω)(dB)~傳輸函放大電路頻率響應(yīng)分析從放大電路得到傳輸函從傳輸函數(shù)得到波特從波特圖可以定性了解放大電路的頻率特性，包括截c)漸近波特用折線來近似逼近波特圖來簡化系統(tǒng)的波特圖例c)漸近波特用折線來近似逼近波特圖來簡化系統(tǒng)的波特圖例11A(jω)111ωp幅頻特A(jω)11A(ω)1p11當(dāng)<<p時，A()1當(dāng)p時，A(幅頻特A(jω)11A(ω)1p11當(dāng)<<p時，A()1當(dāng)p時，A()p/A()(dB幅<<近似折20gI0lI0dB/十倍w轉(zhuǎn)角角頻>>斜率為-相ω(ω)tg相ω(ω)tg)p當(dāng)0.1p<10p時Aωp低通電fH=1/(2帶寬：1/(2漸近波特-w-近似折斜率為-45o/十倍例11A(jω)1111ωz例11A(jω)1111ωz11A(jω)A(ω)1(ω211z1當(dāng)11A(jω)A(ω)1(ω211z1當(dāng)<<z時，A()/z當(dāng)z時，A()1A()(dB)幅幅性1 斜率為20dB/十倍轉(zhuǎn)角角頻率相頻特當(dāng)0.1z時，()ω(ω)tgz)相頻特當(dāng)0.1z時，()ω(ω)tgz)Az<<10zω當(dāng)0.1高通電fL=1/(2漸近波特斜率為-45o/十倍w任意傳輸函數(shù)的漸近波特(jωωz1)(jωωz2)...(jωωzmA(jω)0(jωω)(jωω)...(jωωA(ω)(dB)z任意傳輸函數(shù)的漸近波特(jωωz1)(jωωz2)...(jωωzmA(jω)0(jωω)(jωω)...(jωωA(ω)(dB)z...z22m幅01p...p22n1ωω(ω)tg)tg)Azz相1mωωtg()...tg( 總波特：傳輸函數(shù)中各個因子的子波特圖的疊初始幅ωz1ωz2初始幅ωz1ωz2)0ωω 如果wz或wp是0，則不要去乘或除初始相0幅頻特性波特圖：從初始幅頻出發(fā)，每碰到一個角頻率，曲線斜率改變，改變方式：如果轉(zhuǎn)角頻率是分子上的，則斜率增加dB十倍頻，如果位于分母，則斜率減小十倍頻。相頻特性波特圖：從0度水平線出發(fā)，經(jīng)過0.1wp1后1、密勒定理及單向化近似模A(jA(j1U21Y1(jω)Y(jω)[1內(nèi)的傳輸函Y(jω)1、密勒定理及單向化近似模A(jA(j1U21Y1(jω)Y(jω)[1內(nèi)的傳輸函Y(jω)Y(jω)[1]22、晶體管高頻等效電路模r cr&bU低頻hrbcg&bβr&&gbmr2、晶體管高頻等效電路模r cr&bU低頻hrbcg&bβr&&gbmr c g&brrb高型 c g&brb考慮B和B兩個結(jié)的電容效應(yīng)后得到的等效模型。在低頻參數(shù)模型的基礎(chǔ)上增加了B和B間的電容。在低頻時與參數(shù)模型一致。稱為混合模型。 c g&brrb高型 c g&brb考慮B和B兩個結(jié)的電容效應(yīng)后得到的等效模型。在低頻參數(shù)模型的基礎(chǔ)上增加了B和B間的電容。在低頻時與參數(shù)模型一致。稱為混合模型。單向化模型（簡化rcbbbg&brb用于高頻分單向化模型（簡化rcbbbg&brb用于高頻分D&D:密勒效應(yīng)倍增因3、電流放大倍數(shù)的頻率特低頻時為常數(shù)，高頻時與頻率有&cbcb&Uceg gm&13、電流放大倍數(shù)的頻率特低頻時為常數(shù)，高頻時與頻率有&cbcb&Uceg gm&1jωrb'e(Cπ1r0m r)1j&上限角頻波特大能力時所對應(yīng)波特大能力時所對應(yīng)的頻率wωCT0Cπμw從此式可以求C的π的頻率特 T1的頻率特 T1j100(10晶晶體三極管的頻率特性頻率較低時，BE間電容，BC間電容相當(dāng)于開路，β參數(shù)也是頻率相關(guān)函數(shù)，具有低通頻率特性Rrcbcbbg&brbRuLo影響頻率特性的參數(shù)：耦合電容旁路電容CE，極間電容Ct耦合電容和旁路電路在低頻時產(chǎn)生影間電容在高頻時產(chǎn)生影Rrcbcbbg&brbRuLo影響頻率特性的參數(shù)：耦合電容旁路電容CE，極間電容Ct耦合電容和旁路電路在低頻時產(chǎn)生影間電容在高頻時產(chǎn)生影1）中頻段---中頻增益，輸入電阻、輸出電耦合電容、旁路電容相當(dāng)于短路，極間電容相當(dāng)于開路，此時放大電路為純阻網(wǎng)絡(luò)g等效電 ois&gm&b(Rc//RL)gmb1）中頻段---中頻增益，輸入電阻、輸出電耦合電容、旁路電容相當(dāng)于短路，極間電容相當(dāng)于開路，此時放大電路為純阻網(wǎng)絡(luò)g等效電 ois&gm&b(Rc//RL)gmb(Rc//RLRRrr be ssirRiRRiboc2）低頻段—低頻增益、輸入電阻、輸出電阻，下限頻rbbg 極間電容開耦合電容、路電容產(chǎn)生響&&Uis1只考慮&gmrb'e(Rc//RL)11r2）低頻段—低頻增益、輸入電阻、輸出電阻，下限頻rbbg 極間電容開耦合電容、路電容產(chǎn)生響&&Uis1只考慮&gmrb'e(Rc//RL)11rRis(RsRi11放大器輸入電Rω(RsRiRC1C1:C1兩端的等效電2.只考慮o&1(RLRo11放大器輸出電C2兩端的等效電2.只考慮o&1(RLRo11放大器輸出電C2兩端的等效電ωRRCoL2C23.只考慮11ωrRRC(Re// )CECe1RCe:Ce兩端的等效電當(dāng)三個電容同時當(dāng)三個電容同時存在互相不影響（差別較大時下限頻率為，和中最大者，一般為由確定的值?；ハ嘤唉?p2ω2ωω2L在低頻段，具有高通特性，頻率越低，電壓增益越小得到下限截止頻3）高頻增益—高頻增益、輸入電阻、輸出電阻，上限頻gg& & UoroibRLs11)](R1jωRRmcL1rRsiss在高頻段，具有低通特性3）高頻增益—高頻增益、輸入電阻、輸出電阻，上限頻gg& & UoroibRLs11)](R1jωRRmcL1rRsiss在高頻段，具有低通特性，頻率越高，電壓增益越小，得到上限截止1ωRHs4）增益頻率特j-20dB/十倍120dB/十倍ωω1j？wω2p2ω2ω4）增益頻率特j-20dB/十倍120dB/十倍ωω1j？wω2p2ω2ωω2L1ωwRHs共射組態(tài)放大電路的頻率響頻率可以大致知道放大電路的頻率特性。11ω降低下限頻率：增大耦合電及等效電阻，或采用直接耦合方增大上限頻率選擇器件：結(jié)電容(RRCs共射組態(tài)放大電路的頻率響頻率可以大致知道放大電路的頻率特性。11ω降低下限頻率：增大耦合電及等效電阻，或采用直接耦合方增大上限頻率選擇器件：結(jié)電容(RRCsi1C111ω(RRCoL2C211外參數(shù)Rs要小，采用ωrRRC(Re// )C1Ce11ωRHRssbt通過改變ωp和ωH的值來展寬帶增益帶寬積gmb(Rc//RL增益帶寬積gmb(Rc//RLRrsi11ωRH//(rRssbt對于一個放大電路來說，增益帶寬積基本保持不變即增大增益將使帶寬變窄單管放大電路的分中頻增益：通過得到放大電路單管放大電路的分中頻增益：通過得到放大電路中頻時的交流等效路進行分析（將所有耦合電容、旁路電容短路，將所有晶體管的極間電容開路）上限截止頻率：通過得到放大電路高頻時的交流1111L2H2H2Hffff下限截止頻率：通過得到放大下限截止頻率：通過得到放大電路低頻時的交流效電路進行分析（保留所有耦合電容、旁路電容以及影響低頻段的電容，利用晶體管的低頻等效模型替代晶體管），得到各個電容Ci以及該電容所在回路的等效電阻R，求得RC) 2f2L2fL帶寬RL(3k)Re1）C1=3μF，C2和Ce足夠大時電路的2）Ce=30μF時fL的大3）將(a)中電路射極接成(b)所示結(jié)構(gòu)，Rf=300，Re=2kCe=30μF,C1和C2足夠大，求此時fL4）μ=5pFRL(3k)Re1）C1=3μF，C2和Ce足夠大時電路的2）Ce=30μF時fL的大3）將(a)中電路射極接成(b)所示結(jié)構(gòu)，Rf=300，Re=2kCe=30μF,C1和C2足夠大，求此時fL4）μ=5pF，rbb’=100，求如果放大器由多級級聯(lián)而成，那么，總?cè)绻糯笃饔啥嗉壖壜?lián)而成，那么，總增nA(jω)A(jω)u20lgAu()20lgAu1()20lgAu2()n幅20lgAukn()1()2()k()k相1、多級放大器的上限頻率假設(shè)每級放大電路的上限頻率分別為 1、多級放大器的上限頻率假設(shè)每級放大電路的上限頻率分別為 fH1fH2fH3…<并fH1與fH2相差較大所有上限頻率大小都相當(dāng)1111Lffff