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1、第五章 放大电路的频率响应,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,5.5 多级放大电路的频率响应,5.3 场效应管的高频等效模型,5.6 集成运放的频率响应和频率补偿,本章重点,2、放大电路的频率响应特点，上下限频率与那些因素有关；,1、熟练掌握频率响应的相关概念：幅频响应、相频响应、通频带、上下限频率、波特图、增益带宽积；,3、多级放大电路的频率响应特点。,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
2、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。,5.1 频率响应概述,5.1.1 研究放大电路频率响应的必要性,fL,低频段放大倍数表达式的特点？下限截止频率的特征？,ffL时放大倍数约为1,一、高通电路,5.1.2 频率响应的基本概念,中频段,20dB/十倍频,波特图,二、低通电路,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,最大误差 -3dB,波特图,幅频响应,0分贝水平线,斜率为 -20dB/十倍频程 的直线,相频响应,表示输出与输入的相位差,高频时，输出滞后输入,因为,所以,-20dB/十倍频程,-45度/十倍频程,模拟放
3、大电路的高频响应,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。,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,在低频区和高频区，放大电
4、路的增益为什么下降？,放大电路的高频区，影响频率响应的主要因素是管子的极间电容和接线电容，它们在电路中与其它支路是并联的。,放大电路的低频响应主要取决于外接的电容，如隔直（耦合）电容和射极旁路电容。,下限频率,上限频率,5.2 晶体管的高频等效电路,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,一、 混合模型：形状像，参数量纲各不相同,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。,为什么引入
5、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,等效变换后电流不变,混合模型: Cm的处理,晶体管简化的高频等效电路,？,二、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,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： 低频段和高频段放大倍数的表达式； 截止频
6、率与时间常数的关系； 波特图及其折线画法； C的求法。,5.3 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,高频区,中频区,低频区,3dB 频率,在低频区和高频区，放大电路的增益为什么下降？,放大电路的高频区，影响频率响应的主要因素是管子的极间电容和接线电容，它们在电路中与其它支路是并联的。,放大电路的低频响应主要取决于外接的电容，如隔直（耦合）电容和射极旁路电容。,5.4 单管共射放大电路的频率响应,5.4 单管共射放大电路的频率响应,适用于信号频率从0的交流等效电路,中频段：C 短路， 开路。,低频段：考虑C 的影响， 开路。,高频段：考虑 的影响，
7、C 开路。,一、中频电压放大倍数,带负载时：,空载时：,已知 ，则,二、低频电压放大倍数:定性分析,二、低频电压放大倍数：定量分析,C所在回路的时间常数？,三、高频电压放大倍数：定性分析,三、高频电压放大倍数：定量分析,四、电压放大倍数的波特图,全频段放大倍数表达式：,五、带宽增益积：定性分析,fbw fH fL fH,当提高增益时，带宽将变窄；反之，增益降低，带宽将变宽。,若rbeRb、 RsRb、 ，则可以证明图示电路的,对于大多数放大电路，增益提高，带宽都将变窄。 要想制作宽频带放大电路需用高频管，必要时需采用共基电路。,约为常量,根据,五、带宽增益积：定性分析,5.4.2 多级放大电路的频率响应,一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相互影响）的幅频特性均如图所示。,6dB,3dB,fL,fH,0.643fH1,fL fL1， fH fH1，频带变窄！,
