场效应管的高频等效模型5.4单管放大电路的频率响应.ppt

5.3场效应管的高频等效模型,场效应管各极之间存在极间电容，其高频等效模型如下：,一般情况下，rgs和rds比外接电阻大得多，可认为是开路。,Cgd可进行等效变化，使电路单向化。,Cgd等效变化：,g-s之间的等效电容为,d-s之间的等效电容为,图5.3.1场效应管的高频等效模型(b)简化模型,5.4单管放大电路的频率响应,5.4.1单管共射放大电路的频率响应,中频段：各种电抗影响忽略，Au与f无关；,低频段：耦合电容(或旁路电容)压降增大，Au降低。与电路中的电阻构成RC高通电路；,高频段：三极管的极间电容并联在电路中，Au降低。而且，构成RC低通电路。,一、中频电压放大倍数,耦合电容可认为交流短路；极间电容可视为交流开路。,1.中频段等效电路,由图可得：,2.中频电压放大倍数,已知，则,结论：中频电压放大倍数的表达式，与利用简化h参数等效电路的分析结果一致。,二、低频电压放大倍数,考虑耦合电容(或旁路电容)的作用，其等效电路：,C1与输入电阻构成一个RC高通电路。,输出电压：,低频电压放大倍数：,低频时间常数为：,下限(3dB)频率为：,则,对数幅频特性：,对数相频特性：,因电抗元件引起的相移为附加相移。低频段最大附加相移为+90,三、高频电压放大倍数,考虑极间电容的影响，其等效电路：,用戴维南定理简化高频等效电路：,高频时间常数：,上限(-3dB)频率为：,的对数幅频特性和相频特性：,高频段最大附加相移为-90,四、波特图,绘制波特图步骤：,1.根据电路参数计算、fL和fH；,2.由三段直线构成对数幅频特性；,中频段：对数幅值=20lg,低频段：f=fL开始减小，作斜率为20dB/十倍频直线；,高频段：f=fH开始增加，作斜率为20dB/十倍频直线。,3.由五段直线构成对数相频特性。,对数幅频特性：,对数相频特性：,5.4.2单管共源放大电路的频率响应,图5.4.7单管共源放大电路及其等效电路,在中频段开路，C短路，中频电压放大倍数为,在高频段，C短路，考虑的影响，上限频率为：,在低频段，开路，考虑C的影响，下限频率为：,电压放大倍数：,5.4.3放大电路频率响应的改善和增益带宽积,为了改善放大电路低频特性，需加大耦合电容及其回路电阻，以增大回路时间常数，从而降低下限频率。在信号频率很低的场合，应考虑采用直接耦合方式。,2.为了改善单管放大电路的高频特性，应增大上限频率。,问题：fH的提高与Ausm的增大是相互矛盾的。,3.增益带宽积,中频电压放大倍数与通频带的乘积。,Ri=Rb/rbe,假设RbRs，Rbrbe；(1+gmRc)CC,说明：,式不很严格，但从中可以看出一个大概的趋势，即选定放大三极管后，rbb和C的值即被确定，增益带宽积就基本上确定，此时，若将放大倍数提高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数。,如欲得到一个通频带既宽，电压放大倍数又高的放大电路，首要的问题是选用rbb和C均小的高频三极管。,复习：,1.晶体管的混合模型,2.单管共射放大电路的频率响应,表达式：,波特图的绘制：三段直线构成幅频特性五段直线构成相频特性,5.5多级放大电路的频率响应,5.5.1多级放大电路频率特性的定性分析,多级放大电路的电压放大倍数：,对数幅频特性为：,在多级放大电路中含有多个放大管，因而在高频等效电路中有多个低通电路。在阻容耦合放大电路中，如有多个耦合电容或旁路电容，则在低频等效电路中就含有多个高通电路。,多级放大电路的总相位移为：,两级放大电路的波特图,幅频特性,一级,二级,相频特性,一级,二级,多级放大电路的通频带，总是比组成它的每一级的通频带窄。,5.5.2多级放大电路的上限频率和下限频率的估算,在实际的多级放大电路中，当各放大级的时间常数相差悬殊时，可取其主要作用的那一级作为估算的依据。即：若某级的下限频率远高于其它各级的下限频率，则可认为整个电路的下限频率就是该级的下限频率。同理若某级的上限频率远低于其它各级的上限频率，则可认为整个电路的上限频率就是该级的上限频率。,例5.5.1已知某电路的各级均为共射放大电路，其对数幅频特性如图所示。求下限频率、上限频率和电压放大倍数。,（2）高频段只有一个拐点，斜率为-60dB/十倍频程，电路中应有三个电容，为三级放大电路。,解：（1）低频段只有一个拐点，说明影响低频特性的只有一个电容，故电路的下限频率为10Hz。,fH0.52fH1=(0.522105)Hz=104kHz,（3）电压放大倍数,