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1、本章目录本章目录总目录点击即可进入学习5.1 5.1 三极管的高频小信号模型三极管的高频小信号模型三极管的高频小信号模型三极管的高频小信号模型5.2 5.2 放大电路的频率特性分析放大电路的频率特性分析放大电路的频率特性分析放大电路的频率特性分析5.3 5.3 频率响应的频率响应的频率响应的频率响应的BODEBODE图表示图表示图表示图表示习题解答习题解答上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章5.1 三极管的高频小信号模型三极管的高频小信号模型 前面已介绍过低频小信号模型，在前面已介绍过低频小信号模型，在低频条件下，是不计晶体三极管和场效低频条件下，是不计晶体三极管和场效
2、应管的结电容的。而在高频条件下，必应管的结电容的。而在高频条件下，必须考虑器件内部的结电容效应，所以，须考虑器件内部的结电容效应，所以，高频小信号模型将从器件内部的结构着高频小信号模型将从器件内部的结构着手分析。手分析。上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章发射结正偏，结电容发射结正偏，结电容由扩散电容决定由扩散电容决定( (约几约几十至一百皮法左右十至一百皮法左右) )；集电结反偏，结电容集电结反偏，结电容由势垒电容决定由势垒电容决定( (几个几个皮法皮法) )。晶体三极管的物理模型晶体三极管的物理模型集电区和集电区和发射区发射区体电阻体电阻r rc c、r re e上
3、页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章晶体三极管混合晶体三极管混合模型模型 对集电极电流没有贡献对集电极电流没有贡献 才能影响集电极电流的大小才能影响集电极电流的大小略去略去re和和rc体体电阻下电阻下得出得出上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章简化的混合简化的混合模型模型忽略忽略rb c 、Rce用密勒定理单用密勒定理单向化处理向化处理其中其中上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章 容量很容量很小，因此它与负载小，因此它与负载形成的时间常数也形成的时间常数也很小，具有很高的很小，具有很高的截止频率，可略去。截止频率，可略去。其
4、中其中最终得出简化的高频小信号模型最终得出简化的高频小信号模型合二为一合二为一上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章场效应管的高频小信号模型场效应管的高频小信号模型高频等效模型高频等效模型利用利用密勒定理密勒定理单向化单向化处理后成简化模型处理后成简化模型其中其中上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章5.2 放大电路的频率特性分析放大电路的频率特性分析分析所用的手段是：将频率分成三个频段进行分析所用的手段是：将频率分成三个频段进行分析分析即即低频段低频段、中频段中频段和和高频段高频段。如下面的单管放大电路如下面的单管放大电路C C是耦合电容器，是耦合
5、电容器，容量较大，通常为：容量较大，通常为：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章晶体管用简化高频晶体管用简化高频小信号模型代入后小信号模型代入后画出共射放大电路画出共射放大电路全频段全频段交流微变等效电路交流微变等效电路等效结电容等效结电容C Ci i 通常为通常为10100pF10100pF上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章耦合电容耦合电容C C容量大容量大 容抗很小，在中频段时当短路；容抗很小，在中频段时当短路； C Ci i 容量小容抗很大，中频段时交流开路。容量小容抗很大，中频段时交流开路。 中频段：中频段：上页上页首页首页下页下页模拟
6、电子技术第五章模拟电子技术第五章频率降低频率降低C C 容抗增大，不能忽略；容抗增大，不能忽略；频率降低频率降低C Ci i 容抗更大，交流开路。容抗更大，交流开路。 低频段：低频段：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章 频率升高频率升高C C 容抗更小，可完全当作短路；容抗更小，可完全当作短路； 频率升高频率升高C Ci i 容抗增大，已不能忽略。容抗增大，已不能忽略。 高频段：高频段：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章中频段电压放大倍数中频段电压放大倍数与以前所求的低频（音频范围）电压放大与以前所求的低频（音频范围）电压放大倍数是一致的。说
7、明以前讨论的是指中频倍数是一致的。说明以前讨论的是指中频范围。范围。求法与前求法与前低频小信号低频小信号时求法相同，因为时求法相同，因为电电容容C C当当短路，短路， C Ci i开路开路上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章低频段电压放大倍数低频段电压放大倍数输出电压对源电压的比输出电压对源电压的比上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章设设则则共射共射放大器低放大器低频段的电压增频段的电压增益复数表达式益复数表达式上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章高频段电压放大倍
8、数高频段电压放大倍数将高频段等效电路将高频段等效电路进行戴维南等效后进行戴维南等效后得右图，其中得右图，其中上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章所以，高频段的所以，高频段的源电压增益为：源电压增益为：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章设设则则上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章所以，有共射放大电路在高频段所以，有共射放大电路在高频段的电压增益复数表达式如下：的电压增益复数表达式如下：其中中频增益为：其中中频增益为：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章共射放大电路的全频段电压放大倍数表达式：共射放大
9、电路的全频段电压放大倍数表达式：在中频段在中频段，因，因 f fH H f f f f L L，上式近似为上式近似为 上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章在高频段在高频段，因，因 f f f L上式近似变为上式近似变为上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章在低频段在低频段，因，因 f f f H上式近似变为上式近似变为上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章多级放大电路电压放大倍数的频率响应表达式：多级放大电路电压放大倍数的频率响应表达式：多级放大器由许多单级放大器组成，而每级又有一多级放大器由许多单级放大器组成，而每级又有一上
10、限截止（转折）频率和一个下限截止（转折）频上限截止（转折）频率和一个下限截止（转折）频率，所以有如下的多级放大器的频响总表达式。率，所以有如下的多级放大器的频响总表达式。 低频转折频率和高频转折频率的个数由放大电低频转折频率和高频转折频率的个数由放大电路中的路中的电容个数电容个数所决定，其数值则与电容所在回所决定，其数值则与电容所在回路的路的时间常数时间常数相关。相关。上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章下限截止频率的估算：下限截止频率的估算：加修正系数，更精确：加修正系数，更精确：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章上限上限截止频率的估算：截止
11、频率的估算：加修正系数，更精确：加修正系数，更精确：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章5.3 5.3 频率响应的频率响应的BODEBODE图表示图表示 横坐标采用对数频率刻度表示横坐标采用对数频率刻度表示; ;波特图（波特图（Bode Map)Bode Map)的画法的画法 相频特性曲线的纵坐标表示放大器相频特性曲线的纵坐标表示放大器输出和输入之间的相位角输出和输入之间的相位角 ; ; 纵坐标用对数（分贝）表示幅频特性的纵坐标用对数（分贝）表示幅频特性的增益幅度；增益幅度；上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章波特图表示的优点波特图表示的优点：
12、近近似似用用渐渐近近折折线线绘绘制制代代替替了了十十分分麻麻烦的频率特性曲线。烦的频率特性曲线。增增益益的的乘乘、除除运运算算变变成成了了坐坐标标的的加加、减减运算。运算。把把很很宽宽的的频频率率变变化化范范围围压压缩缩在在较较窄窄的的对对数数频率坐标以内。频率坐标以内。上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章1. 1. 低频段波特图的绘制低频段波特图的绘制频率特性表达式：频率特性表达式：复数表达式复数表达式幅频幅频特性表达式：特性表达式：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章相频相频表达式表达式对数幅频特性表达式对数幅频特性表达式：对数幅频特性可取以
13、下三点来画出：对数幅频特性可取以下三点来画出：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章画出幅频画出幅频特性如图所示：特性如图所示：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章其相频其相频特性如下：特性如下：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章最大误差在最大误差在 f f f fL L处处( (误差误差3dB3dB) )。最大误差在最大误差在 f f0.10.1f fL L处处( (误差误差+5.71) +5.71) 及在及在 f f=10=10f fL L处处( (误差为误差为 -5.71)-5.71)。幅频和相频幅频和相频特性画在一
14、起后：特性画在一起后：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章2. 2. 高频段波特图的绘制高频段波特图的绘制频率特性表达式：频率特性表达式：幅频特性表达式：幅频特性表达式：对数幅频特性表达式：对数幅频特性表达式：对数相频特性表达式：对数相频特性表达式：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章最大误差在最大误差在 f ff fH H处处( (误差误差3dB)3dB)。最大误差在最大误差在 f f0.10.1f fH H处处( (误差误差+5.71) +5.71) 及在及在 f f=10=10 f fH H处处( (误差误差为为-5.71)-5.71)。高
15、频段频率特性曲线如下：高频段频率特性曲线如下：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章【例例】 分别写出其对数幅频特性和相频特性的表分别写出其对数幅频特性和相频特性的表达式，并画出相应的波特图。达式，并画出相应的波特图。已知一放大电路的频率响应为已知一放大电路的频率响应为上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章解：解： 其对数幅频特性表达式为：其对数幅频特性表达式为：其对数相频特性表达式为：其对数相频特性表达式为：上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章下下限限频频率率上上限限频频率率上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章频带宽度频带宽度上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章【例例】 试画出它的波特图，并求出它的上限频率试画出它的波特图，并求出它的上限频率f fH H。已知一多级放大电路的频率响应为已知一多级放大电路的频率响应为 上页上页首页首页下页下页模拟电子技术第五章模拟电子技术第五章解：波特图解：波特图上限频率为：上限频率为： f fH H 7.437.43 10105 5 HzHz7.43 105 Hz2.6 107 Hz
