模电课件-第五章放大电路的频率响应.pptVIP

第五章 放大电路的频率响应 §5.1 频率响应概述 §5.2 晶体管的高频等效模型 §5.4 单管放大电路的频率响应 §5.6 集成运放的频率响应和频率补偿 在放大电路中，由于耦合电容、旁路电容、晶体管极间电容、分布电容、寄生电容等的存在， 当输入信号的频率过高或过低时，电路的放大倍数不但数值会减小， 而且会产生超前或滞后的相移，因此电路的放大倍数是频率的函数，这种函数关系称为频率响应或频率特性。 §5.1 频率响应概述 频率响应又可以分为幅频特性和相频特性 幅频特性（放大倍数的幅值与输入信号频率之间的关系） 相频特性（输出电压和输入电压之间的相移与频率的关系）。 从RC电路的频率响应开始着手分析： 1. 高通电路 C R C R 令ωL=1/RC=1/ τ， 则：fL= ωL/2π = 1/2 π τ=1/ 2 π RC 注意：对高通电路存在下限截止频率fL， 它是由电路本身的参数决定的。 幅频特性 相频特性 90o 45o 0o 1 0.707 1 0 相位超前电路 R C R 2. 低通电路 令ωH=1/RC=1/ τ， 则：fH= ωH/2π = 1/2 π τ=1/ 2 π RC 注意：对低通电路存在上限截止频率fH， 它也是由电路本身的参数决定的。 幅频特性 相频特性 -90o -45o 0o 1 0.707 0 相位滞后电路 小结： 1.结构决定性能。 C R R C R 2.相位超前与相位滞后 90o 45o 0o -90o -45o 0o 3. 波特图（幅频特性纵坐标的变化，横坐标的变化） 90o 45o 0o 0 -3 高通电路波特图 低通电路波特图 -90o -45o 0o 0 -3 20dB/十倍频 -20dB/十倍频 （1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数τ。 （2）当信号频率等于下限频率fL或上限频率fH时，放大电路的增益下降3dB，且产生+45o或-45o相移。 （3）近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。 结论： §5.2 晶体管的高频等效模型 5.2.1 晶体管的混合π模型 完整的混合π模型 b c e b’ c’ e’ rbb’ rb’c’ rb’e’ rc re cb’c’ (cμ) cb’e’ (cπ) _ b c e b’ rb’c rbb’ rb’e rce cμ c π ub’e gmub’e ube ib ic + + _ 与h参数等效模型在低频信号下具有一致性，所以可以利用h参数来计算混合模型的某些参数。 由于结电容的存在，使Ic和Ib的大小、相角均与频率有关，即电流放大倍数是频率的函数，所以新引入了一个参数gm。 简化的混合π模型 _ b c e b’ rb’c rbb’ rb’e rce cμ c π ub’e gmub’e ube ib ic + + _ rceRL ； rb’c Cμ的容抗 Cμ跨接在输入与输出回路之间。单向化：将其等效在输入和输出回路 _ b c e b’ rbb’ rb’e c π ub’e gmub’e ube ib ic + + _ cμ” cμ’ cπ C‘π = Cπ + Cμ’ Cμ’’，Cμ’’的分流作用可以忽略。 混合π模型的主要参数 与h参数等效模型相比较，它们的电阻参数是完全相同的。 其中β0是低频段晶体管的电流放大系数。 通常β01,则： §5.4 单管放大电路的频率响应 5.4.1 共射放大电路的频率响应 +EC RC C RB RL _ + _ + uo ui _ b c e b’ rbb’ rb’e cπ gmub’e ui + Rb Rc RL _ uo + C 采用分频段分析法。耦合电容、旁路电容一般为几微法至几百微法，PN结电容一般只有几百皮法。 低频段：耦合电容、旁路电容的存在影响放大电路的频率响应；高频段：PN结电容的存在影响放大电路的频率响应。 中频电压放大倍数Aum (其中：RL= RC// RL) rbb’ _ b c e b’ rb’e cπ gmub’e ui + Rb Rc RL _ uo + C _ ube + 低频电压放大倍数Aul rbb’ _ b c e b’ rb’e cπ gmub’e ui + Rb Rc RL _ uo + C _ uo + 令fL=1/ 2 π (RC+ RL)C,则： 类似高通电路 _ ube + 高频电压放大倍数Auh rbb’ _ b c e b’ rb’e cπ gmub’e ui + Rb Rc RL _ uo + C 令fH=1/ 2 π (rbb//rbe)Cπ,则： 类似低通电路 _ ube + 波特图 完整的频率响应： 单管共射放大电路的波特图 -90o -135o -180o 20lg|