放大电路的频率响应〖本章主要内容〗本章重点讲述有关频率.DOCVIP

第五章 放大电路的频率响应 〖本章主要内容〗 本章重点讲述有关频率响应的基本概念，晶体管的高频小信号等效模型，单管共射放大电路的频率特性分析，以及放大电路频率响应改善与增益带宽积。 【本章学时分配】本章有1讲，每讲2学时。 第五讲 放大电路的频率响应 主要内容 频率响应的基本概念 放大电路的频率响应可由放大器的放大倍数对频率的关系来描述，即 式中A(f)称为幅频特性，它是放大倍数的幅值与频率的函数式。 φ(f)称为相频特性，它是放大倍数的相位角与频率的函数式。 两种特性综合起来可全面表征放大倍数的频率响应。 由图可见，在一个较宽的频率范围内，曲线是平坦的，即放大倍数不随信号频率变化，其电压放大倍数用Aum表示，在此频率范围内，所有电容（耦合电容、旁路电容和器件的极间电容等）的影响可以忽略不计。当频率降低时，耦合电容和旁路电容的影响不可忽略，致使放大倍数下降。当频率升高时，器件的极间电容的影响不可忽略，放大倍数亦下降。 fL和fH分别称为下限截止频率（简称下限频率）和上限截止频率（简称上限频率）它们是放大倍数下降到中频放大倍数的倍时所确定的两个频率。 低频区：低于fL的频率范围称为低频区。 高频区：高于fH的频率范围称为高频区。 中频区：介于fL和fH之间频率范围称为中频区，通常又称为放大电路的通频带fbw=fH－fL。 频率响应的基本分析方法 波特图：一种频率响应曲线图，此图为半对数坐标图，即频率采用对数分度，而幅值（以dB表示的电压放大倍数）或相位角则采用线性分度。 在近似分析中，为了缩短坐标，扩大视野，常采用折线化的近似波特图法描绘幅频特性和相频特性曲线。 3、RC低通电路和高通电路 （1）放大电路的频率响应的特征可用RC低通电路和高通电路来模拟。 （2）截止频率fL和fH是频率响应的关键点，无论是幅频特性还是相频特性，基本都是以它为中心而变化的，求出fL和fH后就可近似地描绘放大电路完整的频率响应曲线。 （3）fL和fH都是与对应的回路时间常数τ=RC成反比。 4、晶体管的高频等效模型 晶体管的混合π模型，是采用物理模拟的方法，从三极管的物理模型抽象成的等效电路。 5、三极管的高频参数 （1）fβ：共射电流放大倍数β的截止频率，其值主要决定于管子的参数，即 （2）fT：特征频率，使β下降到1时所对应的频率。fT =βfβ 6、单管共射放大电路的频率响应 中频放大倍数 （1）中频交流等效电路，大容量电容看成短路，三极管极间电容看成开路。 （2）中频放大倍数表达式 低频放大倍数的频率响应 （1）由耦合电容引起，三极管极间电容看成开路。 （2）低频放大倍数表达式 式中fL为下限频率，其表达式为 （3）幅频特性和相频特性的表达式 高频放大倍数的频率响应 （1）由三极管极间电容引起，大容量电容看成短路。 （2）高频放大倍数表达式 式中R=rb’e∥（rb’b+Rs∥Rb），fH为上限频率，其表达式为 （2）幅频特性和相频特性的表达式 2、大电路频率响应的改善与增益带宽积 1）放大电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因，下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定； 2）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，上限截止频率由高频时间常数中较大的一个决定； 3）由于 若电压放大倍数K增加，C(b(e也增加，上限截止频率就下降，通频带变窄。增益和带宽是一对矛盾，所以常把增益带宽积作为衡量放大电路性能的一项重要指标； 4）CB组态放大电路由于输入电容小，所以CB组态放大电路的上限截止频率比CE组态要高许多。 二、本讲重点 频率响应的概念及近似分析方法：重点讲清概念的意义和掌握绘制幅频特性和相频特性的波特图的方法。 三极管的高频参数的定义及相互转换。 3、单管放大电路频率响应的分析，重点掌握下限截止频率和上限截止频率求解方法。 4、掌握增益带宽积的概念。 三、本讲难点 频率响应的近似分析 三极管的高频小信号模型 3、单管放大电路的上、下限截止频率与电路中哪些参数有关。 4、如何改善放大电路的频率响应。 四、教学组织过程 本讲内容比较难，可采用多媒体生动的表现频率特性，分析三极管的高频小信号模型， 电路的频率响应。 【本章小结】 频率响应描述放大电路对不同频率信号的适应能力。耦合电容和旁路容所在回路为高通电路，在低频段使放大倍数的数值下降，且产生超前相移。极间电容所在回路为低通电路，在高频段使放大倍数的数值下降，且产生滞后相移。 在研究频率响应时，应采用放大管的高频等效模型。在晶体管高频等效模型中，极间电容等效为C’π。 放大电路的上限截率fH和下限频率fL决定于电容所在回路的时间常数τ。通频带fbw等于fH与fL之差（fH－fL）。 若已知单管共射放