1、第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應 放大電路放大電路的頻率響應的頻率響應第五章第五章第五章 放大電路的頻率響應放大電路的頻率響應5.1頻率響應概頻率響應概述述5.2晶體管的晶體管的高頻等效模型高頻等效模型5.4單管放大電路的頻率響應單管放大電路的頻率響應5.5多級放大電路的頻率響應多級放大電路的頻率響應5.3場效應管的場效應管的高頻等效模型高頻等效模型童童詩詩白白第第四四版版第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應5.1頻率響應概頻率響應概述述5.1.1研究放大電路頻率響應的必要性研究放大電路頻率響應的必要性 由于放大電路中存在由于放大電路中存在電抗性元件及晶體管極間電電

2、抗性元件及晶體管極間電容，容，當輸入信號的頻率當輸入信號的頻率過低或過高過低或過高時，放大倍數數時，放大倍數數值會值會減小減小，而且還將，而且還將產生超前或滯后相移產生超前或滯后相移，所以，所以電電路的放大倍數不再是一個常數，而是頻率的函數，路的放大倍數不再是一個常數，而是頻率的函數，這種關系稱為這種關系稱為頻率響應或頻率特性。頻率響應或頻率特性。 交流小信號等效模型只適用于低頻信號的分析。交流小信號等效模型只適用于低頻信號的分析。 本章將引入本章將引入高頻等效模型高頻等效模型，并闡明放大電路的上限頻，并闡明放大電路的上限頻率、下限頻率和通頻帶的求解方法，以及頻率響應的描述率、下限頻率和通頻帶

3、的求解方法，以及頻率響應的描述方法。方法。第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應5.1.2頻率響應的基本概念頻率響應的基本概念 由于耦合電容的存在由于耦合電容的存在, 高頻時高頻時1/CR, 可視為短路可視為短路, 低頻低頻段時段時,由于耦合電容的容抗變大由于耦合電容的容抗變大, 1/CR不成立，不成立，電容的容抗不可忽略，信號將在其上產生壓降，從電容的容抗不可忽略，信號將在其上產生壓降，從而導致放大倍數減小并產生相移。而導致放大倍數減小并產生相移。 由于三極管極間電容的存在，由于三極管極間電容的存在，低頻低頻段時段時, 由于三極由于三極管極間電容較小管極間電容較小, 低頻段視為開路

4、；低頻段視為開路； 高頻時高頻時,容抗減容抗減小小,極間電容將分流，使加至放大電路的輸入信號減極間電容將分流，使加至放大電路的輸入信號減小小, 輸出電壓減小輸出電壓減小, 從而使放大倍數下降。從而使放大倍數下降。 同時也會同時也會在輸出電壓與輸入電壓間產生附加相移。在輸出電壓與輸入電壓間產生附加相移。總結：總結：耦合電容影響低頻特性，極間電容影響高頻特性耦合電容影響低頻特性，極間電容影響高頻特性C1Rb+VCCC2Rc+Rs+SUOUiU+第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應一、一、 高通電路高通電路+_+_CRiUOU圖圖 5.1.1（a) RC 高通電路高通電路RCCRRUUA

5、u j111j1iO 令：令：RCf 21212LLL LLLLj1jj11j11ffffffAu 2LL1ffffAu模：)(arctan90Lff相角：從無源從無源RC高通、低通電路進行分析高通、低通電路進行分析fL稱為下限截止頻率稱為下限截止頻率)(11RCRCL 第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應2LL1lg20lg20lg20ffffAu則有：則有：dB 020lg L uAff時時，當當LLlg20lg20 ffAffu 時時，當當dB32lg20lg20 L uAff時時，當當2LL1ffffAu放大電路的放大電路的對數頻率特性對數頻率特性稱為稱為波特圖波特圖。縱坐

6、標用縱坐標用 表示，橫坐表示，橫坐標用對數刻度標用對數刻度lgfuAlg200.1 fLfL 10 fLfdB/lg20uA0 20 40第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應對數幅頻特性：對數幅頻特性： 實際幅頻特性曲線：藍色實際幅頻特性曲線：藍色圖圖 5.1.3( (a) ) 幅頻特性幅頻特性當當 f fL( (高頻高頻) )，當當 f fT 時，時，三極管失去放大作用；三極管失去放大作用； f fT 時，由式時，由式；112T0 ff得：得： ff0T 第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應3.共基截止頻率共基截止頻率 f 值下降為低頻值下降為低頻 0 時時 的的 0

7、.707 時的頻率。時的頻率。 ffj10 因為因為， 1 ffj10 可得可得 ffffff)1(j11/j11/j100000 ff)1(10000第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應說明：說明： ff)1(10000 ，因為：因為：所以：所以：1. f 比比 f 高很多，等于高很多，等于 f 的的 (1 + 0) 倍；倍；2. f fT Rs，Rb rbe；(1 + gmRc)Cb c Cb e CRRgrrRRRfAu 21 cmbeebisiHsm故故 CrR)(21bbs 第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應 CrRfAu)(21bbsHsm 說明：說明：H

8、smfAu 式不很嚴格，但從中可以看出一個大式不很嚴格，但從中可以看出一個大概的趨勢，即選定放大三極管后，概的趨勢，即選定放大三極管后，rbb 和和 Cu 的值即被確的值即被確定，增益帶寬積就基本上確定，此時，若將放大倍數提定，增益帶寬積就基本上確定，此時，若將放大倍數提高若干倍，則通頻帶也將幾乎變窄同樣的倍數。高若干倍，則通頻帶也將幾乎變窄同樣的倍數。如愈得到一個通頻帶既寬，電壓放大倍數又高的放大如愈得到一個通頻帶既寬，電壓放大倍數又高的放大電路，首要的問題是選用電路，首要的問題是選用 rbb 和和 Cu 均小的高頻三極管。均小的高頻三極管。第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應5

9、.5多級放大電路的頻率響應多級放大電路的頻率響應5.5.1多級放大電路頻率特性的定性分析多級放大電路頻率特性的定性分析多級放大電路的電壓放大倍數：多級放大電路的電壓放大倍數：unuuuAAAA 21對數幅頻特性為：對數幅頻特性為： nkukunuuuAAAAA121lg20lg20lg20lg20lg20在多級放大電路中含有多個放大管，因而在高頻等效在多級放大電路中含有多個放大管，因而在高頻等效電路中有電路中有多個低通電路多個低通電路。在阻容耦合放大電路中，如。在阻容耦合放大電路中，如有多個耦合電容或旁路電容，則在低頻等效電路中就有多個耦合電容或旁路電容，則在低頻等效電路中就含有含有多個高通電

10、路多個高通電路。第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應多級放大電路的總相位移為：多級放大電路的總相位移為： nkkn121 兩級放大電路的波特圖兩級放大電路的波特圖圖圖 5.5.1fHfL幅頻特性幅頻特性fdB/lg20uAOfL1fH16 dB3 dB3 dBfBW1fBW2一一 級級二二 級級 20dB/十倍頻十倍頻 40dB/十倍頻十倍頻第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應圖圖 5.5.1相頻特性相頻特性 270 360fL1fH1fO 540 180 450 90一一 級級二二 級級多級放大電路的通頻帶，總是比組成它的每一級的多級放大電路的通頻帶，總是比組成它的每一級的通頻帶為窄。通頻帶為窄。第五章放大電路的頻率響應第五章放大電路的頻率響應5.5.2多級放大電路的上限頻率和下限頻率的估算多級放大電路的上限頻率和下限頻率的估算2H22H21HH1111 .11nffff 2L22L21LL1 . 1nffff 在實際的多級放大電路中，當各放大級的時間常數在實際的多級放大電路中，當各放大級的時間常數相差懸殊時，可取其主要作用的那一級作為估算的依據相差懸殊時，可取其主要作用的那一級作為估算的依據即：即：若某級的下限頻率遠高