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1、第第5章章 放大电路的频率特性放大电路的频率特性5.15.1 频率响应概述频率响应概述频率响应概述频率响应概述5.25.2 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型5.3 5.3 场效应管的高频等效模型场效应管的高频等效模型场效应管的高频等效模型场效应管的高频等效模型5.45.4 单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应5.55.5 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应重点掌握基本概念和基本规律重点掌握基本概念和基本规律重点掌握基本概念和基本规律重点掌握基
2、本概念和基本规律5.1 频率响应概述频率响应概述一、频率响应的概念一、频率响应的概念1 1、频率响应、频率响应幅度频率响应幅度频率响应幅度频率响应幅度频率响应相位频率响应相位频率响应相位频率响应相位频率响应放大电路幅频响应和相频响应统称放大电路幅频响应和相频响应统称放大电路的频率响应。放大电路的频率响应。的的幅值幅值与与频率频率的函数关系的函数关系幅频特性幅频特性的的相位相位与与频率频率的函数关系的函数关系 相频特性相频特性2、通频带、通频带: 放大电路对不同频率信号的放大能力放大电路对不同频率信号的放大能力耦合电耦合电容造成容造成三极管结三极管结电容造成电容造成fL下限截下限截止频率止频率f
3、H上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：放大倍数随频率放大倍数随频率变化曲线变化曲线幅幅频特性曲线频特性曲线ffbw= fH fL3、频率失真、频率失真q 幅频失真和相频失真总称幅频失真和相频失真总称频率失真频率失真频率失真频率失真，线性失真线性失真q 因放大电路对不同频率信号的因放大电路对不同频率信号的放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数不同，不同，使输出波形产生的失真使输出波形产生的失真幅度频率失真幅度频率失真幅度频率失真幅度频率失真（幅频失真）（幅频失真）q 放大电路对不同频率信号的放大电路对不同频率信号的相移相移相移相移不同，使输出波不同，使输出波形产生失真形产生失真相位频率失真相位频率
4、失真相位频率失真相位频率失真（相频失真）（相频失真）二、分析方法二、分析方法q 由由对数幅频特性对数幅频特性和和对数相频特性对数相频特性两部分组成两部分组成;q 横轴横轴 f 采用对数坐标采用对数坐标 ;q 幅频特性的纵轴采用幅频特性的纵轴采用20lg|u|，单位是分贝单位是分贝(dB);q 相频特性的纵轴仍用相频特性的纵轴仍用 表示表示。用用近似折线近似折线代替实际曲线代替实际曲线画出的频率特性曲线称画出的频率特性曲线称为为波特图波特图波特图波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。是分析放大电路频率响应的重要手段。波特图波特图1 1、RCRC低通电低通电低通电低通电路路路路RC+-io.U
5、U上限截止频率上限截止频率上限截止频率上限截止频率频率响应频率响应RC低通电路的波特图低通电路的波特图2 2、RCRC高通电路高通电路高通电路高通电路RC+-io.UU下限截止频率下限截止频率下限截止频率下限截止频率频率响应频率响应RC 高通电路波特图高通电路波特图rbb -基区体电阻基区体电阻发射结电阻发射结电阻rbe -可从手册中查出可从手册中查出5.2 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型一、混合一、混合一、混合一、混合 型高频小信号模型型高频小信号模型型高频小信号模型型高频小信号模型5.2 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型集电结电阻集电结电阻rce -简化的混合简化的混合模
6、型模型rbc -c、e间动态电阻间动态电阻很大很大一、混合一、混合一、混合一、混合 型高频小信号模型型高频小信号模型型高频小信号模型型高频小信号模型5.2 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型一、混合一、混合一、混合一、混合 型高频小信号模型型高频小信号模型型高频小信号模型型高频小信号模型 C - 集电结电容集电结电容C -发射结电容发射结电容可从手册中查出可从手册中查出数值较小数值较小通过通过特征频率特征频率特征频率特征频率确定-简化的混合简化的混合模型模型5.2 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型一、混合一、混合一、混合一、混合 型高频小信号模型型高频小信号模型型高频小信号模型型
7、高频小信号模型用用 代替代替 ，这是因为，这是因为本身就与频率有本身就与频率有关，而关，而gm与频率无关。与频率无关。-简化的混合简化的混合模型模型单向化：单向化：将将C 等效等效到输入回路与输到输入回路与输出回路出回路密勒密勒电容电容单向化后的混合单向化后的混合模型模型简化的混合简化的混合模型模型单向化后的混合单向化后的混合模型模型实用模型实用模型C f , fT 0 f 共基截止频率共基截止频率共基放大电路共基放大电路可作为宽频带可作为宽频带放大电路。放大电路。共基电流放大倍数：共基电流放大倍数：高频小信号模型高频小信号模型高频小信号模型高频小信号模型简化模型简化模型简化模型简化模型 5.
8、3 场效应管高频等效模型场效应管高频等效模型g-s间的等效电容间的等效电容:d-s间的等效电容间的等效电容:(可忽略可忽略)适用于各适用于各适用于各适用于各种频率的种频率的种频率的种频率的等效电路等效电路等效电路等效电路一、单管共射放大电路的频率响应一、单管共射放大电路的频率响应共射共射放大放大电路电路5.4 单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应将输入信号的频率范围分为三个频段考虑将输入信号的频率范围分为三个频段考虑:(1) 中频段中频段: 耦合电容视为短路耦合电容视为短路, 极间电容视为开路。极间电容视为开路。(2) 低频段低频段: 耦合电容的容抗不能忽略耦合电容的容抗不能忽略, 而
9、极间电容而极间电容视为开路。视为开路。(3) 高频段高频段: 耦合电容视为短路耦合电容视为短路, 而而极间电容的容抗极间电容的容抗不能忽略不能忽略。 1、中频段、中频段2、低频段、低频段2、低频段、低频段下限截止频率下限截止频率幅频响应幅频响应 ： 相频响应相频响应 ：共射放大电路低频段的波特图共射放大电路低频段的波特图附加相移附加相移：与中频段相比，低频段因电抗元件引起：与中频段相比，低频段因电抗元件引起相移，最大附加相移为相移，最大附加相移为+90o共射放大电路低频段的波特图共射放大电路低频段的波特图幅频响应幅频响应 ： 相频响应相频响应 ：共射放大电路低频段的波特图共射放大电路低频段的波
10、特图幅频响应幅频响应 ： 相频响应相频响应 ：3 3、高频段、高频段上限截止频率上限截止频率3 3、高频段、高频段幅频响应幅频响应 ： 相频响应相频响应 ： 共射放大电路高频段的波特图共射放大电路高频段的波特图附加相移附加相移：与中频段相比，高频段因电抗元件引起：与中频段相比，高频段因电抗元件引起相移，最大附加相移为相移，最大附加相移为-90o幅频响应幅频响应 ： 相频响应相频响应 ： 共射放大电路高频段的波特图共射放大电路高频段的波特图幅频响应幅频响应 ： 相频响应相频响应 ： 共射放大电路高频段的波特图共射放大电路高频段的波特图4 4、完整的共射、完整的共射放大电路的频放大电路的频率响应率
11、响应改善低频特性改善低频特性：改善高频特性改善高频特性: 三极管一旦确定，增益带宽积基本为常数。三极管一旦确定，增益带宽积基本为常数。增益带宽积：增益带宽积：直接耦合直接耦合fL=0fH C (R )二、放大电路频率响应的改善和增益带宽积二、放大电路频率响应的改善和增益带宽积多级放大电路：多级放大电路：一、多级总电压增益一、多级总电压增益对数形式：对数形式：高频：含多个高频：含多个C ，有多个低通电路，有多个低通电路，低频：含多个低频：含多个C，有多个高通电路。有多个高通电路。 5.5多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应二、两级放大电路的波特图二、两级放大电路的波特图放大电路的下限频率
12、高于任一级下限频率；放大电路的下限频率高于任一级下限频率；放大电路的上限频率低于任一级上限频率；放大电路的上限频率低于任一级上限频率；放大电路的级数越多，通频带越窄；放大电路的级数越多，通频带越窄；放大电路的通频带小于任一级通频带放大电路的通频带小于任一级通频带结论结论三、多级放大电路总的上下限截止频率三、多级放大电路总的上下限截止频率下限频率下限频率: 上限频率上限频率: 当多级放大电路为两级，参数相同时：当多级放大电路为两级，参数相同时：放大电路的放大电路的耦合电容耦合电容是引起是引起低低频响应的主要原因；频响应的主要原因；三极管的三极管的结电容结电容和和分布电容分布电容是引起放大电路是引起放大电路高高频响频响应的主要原因；应的主要原因；结论结论增益和带宽是一对矛盾，因此把增益和带宽是一对矛盾，因此把增益带宽积增益带宽积作为作为综合考察放大电路这两方面性能的一项重要指标。综合考察放大电路这两方面性能的一项重要指标。当晶体管选定后，增益带宽积基本当晶体管选定后，增益带宽积基本不变不变。 为展宽频带，可选用为展宽频带，可选用高频管高频管；还可采用；还可采用共基电路共基电路。
