单管放大电路频率特性.ppt

第5章放大电路的频率特性 5 1频率响应概述5 2晶体管的高频等效模型5 3场效应管的高频等效模型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 重点掌握基本概念和基本规律 5 1频率响应概述 一 频率响应的概念 1 频率响应 幅度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的频率响应 的幅值与频率的函数关系 幅频特性 的相位与频率的函数关系 相频特性 2 通频带 放大电路对不同频率信号的放大能力 耦合电容造成 三极管结电容造成 通频带 放大倍数随频率变化曲线 幅频特性曲线 fbw fH fL 3 频率失真 幅频失真和相频失真总称频率失真 线性失真 因放大电路对不同频率信号的放大倍数不同 使输出波形产生的失真 幅度频率失真 幅频失真 放大电路对不同频率信号的相移不同 使输出波形产生失真 相位频率失真 相频失真 二 分析方法 由对数幅频特性和对数相频特性两部分组成 横轴f采用对数坐标 幅频特性的纵轴采用20lg u 单位是分贝 dB 相频特性的纵轴仍用 表示 用近似折线代替实际曲线画出的频率特性曲线称为波特图 是分析放大电路频率响应的重要手段 波特图 1 RC低通电路 上限截止频率 频率响应 RC低通电路的波特图 2 RC高通电路 下限截止频率 频率响应 RC高通电路波特图 rbb 基区体电阻 发射结电阻 rb e 可从手册中查出 5 2晶体管的高频等效模型 一 混合 型高频小信号模型 5 2晶体管的高频等效模型 集电结电阻 rce 简化的混合 模型 rb c c e间动态电阻 很大 一 混合 型高频小信号模型 5 2晶体管的高频等效模型 一 混合 型高频小信号模型 C 集电结电容 C 发射结电容 可从手册中查出 数值较小 通过特征频率确定 简化的混合 模型 5 2晶体管的高频等效模型 一 混合 型高频小信号模型 用代替 这是因为 本身就与频率有关 而gm与频率无关 简化的混合 模型 单向化 将C 等效到输入回路与输出回路 密勒电容 单向化后的混合 模型 简化的混合 模型 单向化后的混合 模型 实用模型 C C C C C 混合 模型与H参数模型关系 0为低频电流放大系数 又 低频时二者等效 简化的h参数模型 简化的混合 模型 简化的混合 模型 二 电流放大倍数的频率响应 共射截止频率 当 1时对应的频率称为特征频率fT 当20lg 下降3dB时 f 称为共射截止频率 因fT f fT 0f 共基截止频率 共基放大电路可作为宽频带放大电路 共基电流放大倍数 高频小信号模型 简化模型 5 3场效应管高频等效模型 g s间的等效电容 d s间的等效电容 可忽略 适用于各种频率的等效电路 一 单管共射放大电路的频率响应 共射放大电路 5 4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 1 中频段 耦合电容视为短路 极间电容视为开路 2 低频段 耦合电容的容抗不能忽略 而极间电容视为开路 3 高频段 耦合电容视为短路 而极间电容的容抗不能忽略 1 中频段 2 低频段 2 低频段 下限截止频率 幅频响应 相频响应 共射放大电路低频段的波特图 附加相移 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 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 3 高频段 上限截止频率 3 高频段 幅频响应 相频响应 共射放大电路高频段的波特图 附加相移 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 90o 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 完整的共射放大电路的频率响应 改善低频特性 改善高频特性 三极管一旦确定 增益带宽积基本为常数 增益带宽积 直接耦合fL 0 fH C R 二 放大电路频率响应的改善和增益带宽积 多级放大电路 一 多级总电压增益 对数形式 高频 含多个C 有多个低通电路 低频 含多个C 有多个高通电路 5 5多级放大电路的频率响应 二 两级放大电路的波特图 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 结论 三 多级放大电路总的上下限截止频率 下限频率 上限频率 当多级放大电路为两级 参数相同时 放大电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因 三极管的结电容和分布电容是引起放大电路高频响应的主要原因 结论 增益和带宽是一对矛盾 因此把增益带宽积作为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 增益带宽积基本不变 为展宽频带 可选用高频管 还可采用共基电路