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1、,第五章 放大电路的频率响应,5.1 频率响应概述 5.2 晶体管的高频等效模型 5.4 单管放大电路的频率响应 5.6 集成运放的频率响应和频率补偿,在放大电路中，由于耦合电容、旁路电容、晶体管极间电容、分布电容、寄生电容等的存在， 当输入信号的频率过高或过低时，电路的放大倍数不但数值会减小， 而且会产生超前或滞后的相移，因此电路的放大倍数是频率的函数，这种函数关系称为频率响应或频率特性。,5.1 频率响应概述,频率响应又可以分为幅频特性和相频特性 幅频特性（放大倍数的幅值与输入信号频率之间的关系） 相频特性（输出电压和输入电压之间的相移与频率的关系）。,从RC电路的频率响应开始着手分析：,
2、1. 高通电路,令L=1/RC=1/ ， 则：fL= L/2 = 1/2 =1/ 2 RC,注意：对高通电路存在下限截止频率fL， 它是由电路本身的参数决定的。,幅频特性,相频特性,相位超前电路,2. 低通电路,令H=1/RC=1/ ， 则：fH= H/2 = 1/2 =1/ 2 RC,注意：对低通电路存在上限截止频率fH， 它也是由电路本身的参数决定的。,幅频特性,相频特性,相位滞后电路,小结： 1.结构决定性能。,2.相位超前与相位滞后,3. 波特图（幅频特性纵坐标的变化，横坐标的变化）,高通电路波特图,低通电路波特图,（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数。 （2）当信号频率等
3、于下限频率fL或上限频率fH时，放大电路的增益下降3dB，且产生+45o或-45o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。,结论：,5.2 晶体管的高频等效模型,5.2.1 晶体管的混合模型,完整的混合模型,与h参数等效模型在低频信号下具有一致性，所以可以利用h参数来计算混合模型的某些参数。,由于结电容的存在，使Ic和Ib的大小、相角均与频率有关，即电流放大倍数是频率的函数，所以新引入了一个参数gm。,简化的混合模型,rceRL ； rbc C的容抗,C跨接在输入与输出回路之间。单向化：将其等效在输入和输出回路,C = C + C C，C的分流作用可以忽略。,
4、混合模型的主要参数,与h参数等效模型相比较，它们的电阻参数是完全相同的。,其中0是低频段晶体管的电流放大系数。,通常01,则：,5.4 单管放大电路的频率响应,5.4.1 共射放大电路的频率响应,采用分频段分析法。耦合电容、旁路电容一般为几微法至几百微法，PN结电容一般只有几百皮法。,低频段：耦合电容、旁路电容的存在影响放大电路的频率响应；高频段：PN结电容的存在影响放大电路的频率响应。,中频电压放大倍数Aum,(其中：RL= RC/ RL),低频电压放大倍数Aul,令fL=1/ 2 (RC+ RL)C,则：,类似高通电路,高频电压放大倍数Auh,令fH=1/ 2 (rbb/rbe)C,则：,
5、类似低通电路,波特图,完整的频率响应：,单管共射放大电路的波特图,作业：5.2 5.6(旧) 5.2 5.5（新）,5.4.3 放大电路频率响应的改善 和增益带宽积,一、低频特性的改善： 应增大耦合电容 C 所在回路的时间常数，以降低 fL，但改善的程度有限。 最佳解决方法：采用直接耦合方式。,二、高频特性的改善： 应减小 C所在回路时间常数，以增大 fH。, fH的提高与Aum 的增大相互矛盾！,通常 fH fL 通频带 fbw= fH - fL fH 增益与带宽矛盾 引入新参数：增益带宽积,三、增益带宽积：,因 rbb 和 C由晶体管决定，故管子选定后，放大电路增益带宽积就大体确定。即：增
6、益增大多少倍，带宽几乎就变窄多少倍。 为改善电路的高频特性，拓展频带，应首选rbb 和 Cob ( C)均小的高频管，并尽量减小 C所在回路总等效电阻。 注意：放大电路的通频带并非越宽越好，而是够宽最好，有利于抵抗外部干扰信号。,5.6 集成运放的频率响应和频率补偿,5.6.1 集成运放的频率响应,集成运放是直接耦合多级放大电路，具有很好的低频特性，可以放大直流信号。,由于输入级和中间级均有很大的电压增益，所以虽然结电容数值很小，但等效电容c却很大；,因此集成运放的上限频率很低，通用型运放的3dB带宽只有几赫到十几赫。,f0是附加相移达到-180时的输入信号频率（振荡频率），fc为单位增益带宽。 集成运放为什么需要频率补偿？ 如果不采取补偿措施（接入一定的补偿电容、电阻），集成运放在实际应用中接入负反馈以后很容易产生自激振荡，从而使电路不能正常工作。,
