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第第 3 3 章章放大器的频率特性放大器的频率特性 1为什么要研究放大电路的频率响应 为什么放大电路在高频段和低频段 放大倍数值会下降且会产生附加相移什么是上限截止频率、下限截止频率、通频带、波特图如何构造晶体管的高频等效电路如何求取单管放大电路的频率响应23 3.1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念3.1.1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念 1 频率响应和通频带频率响应和通频带在在输输入入正正弦弦信信号号情情况况下下，输输出出随随输输入入信信号号频频率率连连续续变变化化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。的稳态响应，称为放大电路的频率响应。34其中其中普通音响系统放大电路普通音响系统放大电路的幅频响应的幅频响应高频区高频区中频区中频区低频区低频区3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）52 频率失真频率失真（线性失真）（线性失真）幅度失真幅度失真：对对不不同同频频率率的的信信号号增增益不同产生的失真益不同产生的失真基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基波二次谐波二次谐波相位失真相位失真：对对不不同同频频率率的的信信号号相相移不同产生的失真移不同产生的失真63 3 用分贝（用分贝（dB)dB)表示放大倍数表示放大倍数74 4 对数频率响应波特图对数频率响应波特图纵轴：纵轴：横轴：横轴：幅值幅值用用dB表示表示 相位相位用度表示用度表示8影响放大电路频率响应的因素影响放大电路频率响应的因素频段低频段中频段高频段影响因素耦合电容、旁路电容不可忽略，结电容视为开路。耦合电容、旁路电容视为短路，结电容视为开路。耦合电容、旁路电容视为短路，结电容不可忽略。放大倍数变化情况放大倍数幅值下降，产生超前的附加相移。放大倍数幅值不随频率变化而变化，只有固定相移。放大倍数幅值下降，产生滞后的附加相移。分析方法采用低频等效电路，计算下限截止频率。采用中频等效电路，计算中频放大倍数。采用高频等效电路，计算上限截止频率。93.1.2 3.1.2 频率特性的基本概念频率特性的基本概念 对对低低频频段段,由由于于耦耦合合电电容容和和射射级级旁旁路路电电容容的的容容抗抗变变大大,低低频频段段时时1/CR不不成成立立。电电容容不不能能视视为为短短路路，等等效效电电路路如图所示。如图所示。10 对高频段,影响频率响应的主要因素是三极管极间电容和接线，这两者电容在电路中与其他支路是并联的，等效电路如图所示。11基本基本RCRC电路的频率响应电路的频率响应(1)(1)RC低通电路低通电路12滞后滞后fO|Au|10.707O45 90 fHf幅频特性幅频特性相频特性相频特性13频率特性的频率特性的波特图波特图f/fH020lg|Au|/dB20045 90 fH400.1 1 10 1000.1 1 10f/fH频率特性频率特性波特图波特图90 f0|Au|10.707045 fHf 3 dB 20 dB/十倍频十倍频 45/十倍频十倍频14（2）RC 高通频率特性高通频率特性令令 1/RC=L则则 fL=1/2 RC超前超前RC15f 10 fL20lg|Au|=0 dBf=fL20lg|Au|=20lg0.7071=-3 dBf 0.1 fL20lg|Au|=-20lg f/fH超前超前 RC高通电路的频率特性曲线16f/fH020lg|Au|/dB20045 90 fH400.1 1 10 1000.1 1 10f/fH17共共射射基基本本放放大大电电路路的的频频率率特特性性183.23.2单级放大器的频率响应单级放大器的频率响应 3.2.1 3.2.1 晶体管高频混合晶体管高频混合型等效电路型等效电路 3.2.2 3.2.2 单级晶体管频率响应分析电容耦合共单级晶体管频率响应分析电容耦合共射放大器射放大器 3.2.3 3.2.3 晶体管的高频参数晶体管的高频参数 19三极管的物理模拟电路三极管的物理模拟电路 B EBCrbb rb erb cCb cCb e3.2.1 3.2.1 晶体管高频混合晶体管高频混合型等效电路型等效电路20 混合混合型等效电路型等效电路21 1 1密勒定理密勒定理密勒定理原理图密勒定理原理图 22 简化过程简化过程结论结论23 2 2简化混合简化混合型等效电路型等效电路单向化的单向化的混合混合型等效电路型等效电路 24单向化的单向化的混合混合型等效电路型等效电路c b C K )1(&-25 简化混合简化混合型等效电路型等效电路26(1)1)中频区频率响应的分析中频区频率响应的分析 (2)(2)低频区频率响应的分析低频区频率响应的分析 (3)(3)高频区频率响应的分析高频区频率响应的分析 (4)(4)完整的幅频特性和相频特性曲线完整的幅频特性和相频特性曲线 电容耦合共射放大器频率响应分析电容耦合共射放大器频率响应分析 271 1中频区频率响应的分析中频区频率响应的分析特点：特点：所有电容的影响均可忽略不计。所有电容的影响均可忽略不计。结论：电压放大倍数与频率无关结论：电压放大倍数与频率无关28 中频区等效电路中频区等效电路29 中频区电压放大倍数302 2低频区频率响应的分析低频区频率响应的分析低频区低频区等效电路等效电路 低频区低频区电压放大倍数电压放大倍数 幅频特性幅频特性 相频特性相频特性 特点：考虑特点：考虑C C1 1,C,C2 2,C,Ce e的作用的作用31(1).低频等效电路低频等效电路32(2)(2)考虑考虑C Cb1b1单独起作用单独起作用,放大电路呈现高通电路特放大电路呈现高通电路特性性中频增益中频增益转折频率转折频率33频率特性频率特性34(3)(3)考虑考虑C Cb2b2单独起作用单独起作用,放放大电路呈现高通电路特性大电路呈现高通电路特性转折频率转折频率35(4)(4)考虑考虑C Ce e单独起作用单独起作用,放放大电路呈现高通电路特性大电路呈现高通电路特性转折频率转折频率36(5)(5)总的低频响应总的低频响应若其中一个频率大于另外两个频率的4倍以上，则近似取该频率为下限截止频率，通常Ce决定的转折频率比较大373.高频区频率响应的分析高频区频率响应的分析 高频区高频区等效电路等效电路 高频区高频区电压放大倍数电压放大倍数 幅频特性幅频特性 相频特性相频特性 特点：考虑电容特点：考虑电容38 高频区等效电路高频区等效电路39 高频区简化等效电路高频区简化等效电路40 高频区电压放大倍数高频区电压放大倍数41 幅频特性幅频特性42 相频特性相频特性434 4完整的幅频特性和相频特性曲线完整的幅频特性和相频特性曲线 44完整的幅频特性和相频特性曲线完整的幅频特性和相频特性曲线453.2.3 3.2.3 晶体管的高频参数晶体管的高频参数 1 1共射截止频率共射截止频率 2 2特征频率特征频率 3 3共基截止频率共基截止频率 46 1 1共射截止频率共射截止频率定义定义：高频时高频时 将随频率的升高而下将随频率的升高而下降。当降。当 下降到中频下降到中频 数值的数值的0.7070.707时时 的频率，称为的频率，称为共射截止频率。共射截止频率。等效电路等效电路 47 求 的等效电路48 计算49 2 2特征频率特征频率 定义：定义：计算：计算：当当 时时50 3 3共基截止频率共基截止频率定义当 下降为中频0的0.707倍时的频率f为的截止频率。51f、f、fT之间有何关系?将式(3-3)代入式(3-7)得523.33.3多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应 1.1.幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性 2.2.多级放大器的通频带多级放大器的通频带 531.幅频特性和相频特性多级放大器框图多级放大器框图 54 幅频特性和相频特性55 合成幅频特性56 合成相频特性57
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