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1、第十四讲 频率响应概述与 晶体管的高频等效电路,第十四讲 频率响应概述与 晶体管的高频等效电路,一、频率响应的基本概念,二、放大电路的频率参数,三、晶体管的高频等效电路,四、场效应管的高频等效电路,一、频率响应的基本概念,1. 研究的问题：放大电路对信号频率的适应程度，即信号频率对放大倍数的影响。由于放大电路中耦合电容、旁路电容、半导体器件极间电容的存在，使放大倍数为频率的函数。在使用一个放大电路时应了解其信号频率的适用范围，在设计放大电路时，应满足信号频率的范围要求。,2. 基本概念 （1）高通电路:信号频率越高，输出电压越接近输入电压。,（1）高通电路：频率响应,fL,低频段放大倍数表达式
2、的特点？下限截止频率的特征？,ffL时放大倍数约为1,（2）低通电路: 信号频率越低，输出电压越接近输入电压。,（2）低通电路：频率响应,fH,低频段放大倍数表达式的特点？上限截止频率的特征？,ffH时放大倍数约为1,（3）几个结论, 电路低频段的放大倍数需乘因子, 当 f=fL时放大倍数幅值约降到0.707倍，相角超前45； 当 f=fH时放大倍数幅值也约降到0.707倍，相角滞后45。, 截止频率决定于电容所在回路的时间常数,电路高频段的放大倍数需乘因子, 频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线。,二、放大电路的频率参数,在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态
3、信号损失，放大能力下降。,高通电路,低通电路,在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失，放大能力下降。,下限频率,上限频率,四、波特图,对于放大电路，往往 ui 的频率范围广，放大倍数大，为了在同一坐标系中表示如此宽的变化范围，在画频率特性曲线时，常采用对数坐标。称为波特图。,波特图的表示方法,幅频特性的横轴采用对数坐标（lg f），纵轴采用 对数坐标（20lg ），单位是分贝（dB）,相频特性的横轴采用对数坐标（lg f），纵轴采用 原坐标（ ）,1,2,3,折线化的近似波特图,-20dB / 十倍频,1、高通电路的波特图,2、低
4、通电路的波特图,1、电路的截止频率决定于电容所在的回路的时间常数,2、当电路的频率等于下限频率或上限频率时，放大电路的增益下 降3dB,且产生+45度或-45度的相移。,3、近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。,三、晶体管的高频等效电路 1. 混合模型：形状像，参数量纲各不相同,结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。,rbb：基区体电阻 rbe：发射结电阻 C：发射结电容 re：发射区体电阻 rbc：集电结电阻 C：集电结电容 rc：集电区体电阻,因多子浓度高而阻值小,因面积大而阻值小,混合模型：忽略小电阻，考虑集电极电流的受控关系,gm为跨导，它不随信号频率的变化而变。
5、,为什么引入参数gm？,因在放大区iC几乎仅决定于iB而阻值大,因在放大区承受反向电压而阻值大,混合模型：忽略大电阻的分流,混合模型的单向化（即使信号单向传递）,等效变换后电流不变,晶体管简化的高频等效电路,？,2. 电流放大倍数的频率响应,为什么短路？,电流放大倍数的频率特性曲线,电流放大倍数的波特图: 采用对数坐标系,采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；纵轴为 单位为“分贝” （dB），使得 “ ” “ ” 。,lg f,注意折线化曲线的误差,20dB/十倍频,折线化近似画法,3. 晶体管的频率参数,共射截止频率,共基截止频率,特征频率,集电结电容,通过以上分析得出的结论： 低频段
6、和高频段放大倍数的表达式； 截止频率与时间常数的关系； 波特图及其折线画法； C的求法。,四、场效应管的高频等效电路,可与晶体管高频等效电流类比，简化、单向化变换。,单向化变换,讨论一,1. 若干个放大电路的放大倍数分别为1、10、102、103、104、105，它们的增益分别为多少？ 2. 为什么波特图开阔了视野？同样长度的横轴，在单位长度不变的情况下，采用对数坐标后，最高频率是原来的多少倍？,讨论二,电路如图。已知各电阻阻值；静态工作点合适，集电极电流ICQ2mA；晶体管的rbb=200，Cob=5pF， f=1MHz。试求解该电路中晶体管高频等效模型中的各个参数。,清华大学 华成英 ,讨论二,
