模拟电子技术基础(第四版)第7章

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第17讲 讲

由于放大电路中的电抗元件( 、 )和晶体管级间电容的存在， 级间电容的存在 由于放大电路中的电抗元件(L、C)和晶体管级间电容的存在，使 电抗元件 得电路的增益大小会随信号频率的变化而变化 频率响应。高频时， 增益大小会随信号频率的变化而变化—频率响应 得电路的增益大小会随信号频率的变化而变化 频率响应。高频时， 必须考虑晶体三极管和场效应管的结电容效应；低频时，必须考虑耦 必须考虑晶体三极管和场效应管的结电容效应；低频时， 合、傍路电容等的电抗。 傍路电容等的电抗。

第五章 放大电路的 频率响应5.1 RC电路的频率响应 电路的频率响应 5.2 晶体管的高频等效模型 5.3 FET的高频等效模型 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

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5.1 RC电路的频率响应 电路的频率响应一. 低通电路 1 & Uo jω C 1 & = = Au = & 1 Ui 1 + jω RC R+ jω C 1 1 上式中， 上式中，令： τ = RC 和 ω H = = τ RC ωH 1 = 则： f H = 2π 2π RC所以： & 所以： Au =

frequency response

j

1 f 1+ j fH

& Au

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用模(幅值)和相角来表示： 将Au用模(幅值)和相角来表示：

fH: 上限截止频率& = 1 Au 2 & A =1u

& Au =

1 f 2 1+ ( ) fH

f = f H时 f << f H时 f >> f H时幅频特性

= 45o = 0o = 90o

& Au

f = arctg( ) fH

& Au = 0

相频特性2011-6-28 3

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二. 高通电路 & Uo R 1 & = Au = & = 1 1 Ui R+ 1+ jω C jω RC 1 1 上式中， 上式中，令： τ = RC 和 ω L = = τ RC ωL 1 = 则： f L = 2π 2π RC f j fL 1 所以： & 所以： Au = = f f 1+ j 1+ L fL jf

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fL: 下限截止频率 用模(幅值)和相角来表示： 将Au用模(幅值)和相角来表示： f fL & & = f = f L时 Au = 1 Au = 45o 2 f 2 1+ ( ) & Au & fL f << f L时 Au = 0 = 90o f o = 90 arctg( ) & f >> f L时 Au = 1 = 0o fL

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三. 频率响应的波特图(Bode plot)表示在研究电路频率响应时，通常频率范围非常宽 电路增益的 在研究电路频率响应时，通常频率范围非常宽，电路增益的 频率范围非常 增益 变化也很大 所以绘制频率特性时常采用对数坐标 波特图。 很大， 对数坐标—波特图 变化也很大，所以绘制频率特性时常采用对数坐标 波特图。

横坐标用对数频率刻度表示； 横坐标用对数频率刻度表示； 幅频特性纵坐标用分贝(20lg(|Au|))表示的增益幅度； 表示的增益幅度； 幅频特性纵坐标用分贝 表示的增益幅度 相频特性纵坐标表示电路输出和输入之间的相位角 相频特性纵坐标表示电路输出和输入之间的相位角 。 1. 低通 波特图的绘制 低通RC波特图的绘制& f = f H时 20 lg Au = 20 lg 2

& = 20lg 1+ f 20lg A u

fH

2

f >> f H时 f << f H时

= 3.01dB f ≈ 20 lg( ) fH≈06

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f = f H时& 20 lg Au

f >> f H时

f << f H时f = f H时

= 20 lg 2 = 3.01dB f ≈ 20 lg( ) fH ≈0

3.01dB

-20dB/ 十倍频

= 45o = 0o = 90o5.7o

f << f H时 f >> f H时

f = 0.1 f H时 = 5.7o

波特图的折线近似： 波特图的折线近似： 的折线近似幅频特性用2段直线替代。 幅频特性用 段直线替代。 段直线替代 ±20dB/十倍频 十倍频 相频特性用3段直线替代。 相频特性用 段直线替代。 段直线替代 ± 45° /十倍频 ° 十倍频2011-6-28

直线替代后的误差： 直线替代后的误差：幅频特性: 幅频特性 3.01dB。 。 相频特性: 5.7°。 相频特性 °

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2. 高通 波特图的绘制 高通RC波特图的绘制= 20 lg 2 f = fL 时 ： = 3.01dB f f L 时 ：≈ 20 lg( f ) fH f f L 时 ：≈ 0

& 20 lg Au

f = f L 时 ： = 45o

f f

f L 时 ： = 0o f L 时 ： = 90o

f = 10 f L 时 ： = 5.7o

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例题 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： f j 1 53Hz & = -46 Au f f 1+ j 1+ j 53Hz 1.47×106 Hz 分别写出其对数幅频特性 相频特性的表达式 对数幅频特性和 的表达式， 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 波特图。 应的波特图。 其对数幅频特性表达式为： 解： 其对数幅频特性表达式为：f f f & 20lg A = 20lg46 + 20lg 20lg 1+ ( )2 20lg 1+ ( )2 u 6 53 53 1.47×10

其相频特性表达式为： 其相频特性表达式为： ( f ) = 180°+ 90° tg 1(2011-6-28

f f ) tg 1( ) 53 1.47×10 69

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f f f & 20lg Au = 20lg46 + 20lg 20lg 1+ ( )2 20lg 1+ ( )2 6 53 53 1.47×10

( f ) = 180°+ 90° tg 1(

f f ) tg 1( ) 53 1.47×10 6

f 1 53Hz & A = -46 u f f 1+ j 1+ j 53Hz 1.47×106 Hz j

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5.2 BJT的高频等效模型 的高频等效模型前面已介绍过低频小信号模型， 低频条件下 忽略晶体三极管和 条件下， 前面已介绍过低频小信号模型，在低频条件下，忽略晶体三极管和 场效应管的结电容。而在高频条件下，必须考虑器件内部的结电容效应 高频条件下 考虑器件内部的结电容效应， 场效应管的结电容。而在高频条件下，必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手分析。 所以，高频小信号模型将从器件内部的结构着手分析。

一. 物理模型 rbb' ---基区的体电阻，b'是假想 基区的体电阻， 是假想 基区的体电阻的基区内的一个点。 的基区内的一个点。 rb'e---发射结电阻 发射结电阻

发射结电容 C b′e (Cπ )---发射结电容 集电结电阻 rb′c ---集电结电阻

几十至一百pF 几十至一百

集电结电容 C b′c (C µ )---集电结电容 几pF iC iC

互导 g m = U CE = uB ′E uB ′E2011-6-28

U CE

三极管的物理模型11

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混合π 二. 混合π型高频小信号模型根据这一物理模型可以画出混合π型高频小信号模型。 根据这一物理模型可以画出混合 型高频小信号模型。 型高频小信号模型

高频混合π型 …… 此处隐藏：3074字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……