放大电路频响分析

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1、第五章放大电路的频率响应本章目录总目录点击即可进入学习5.1三极管的高频小信号模型5.2放大电路的频率特性分析5.3频率响应的BODE图表示习题解答5.1三极管的高频小信号模型前面已介绍过低频小信号模型，在低频条件下，是不计晶体三极管和场效应管的结电容的。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。发射结正偏，结电容由扩散电容决定(约几十至一百皮法左右)；集电结反偏，结电容由势垒电容决定(几个皮法)。晶体三极管的物理模型集电区和发射区体电阻rc、re晶体三极管混合π模型对集电极电流没有贡

2、献才能影响集电极电流的大小略去re和rc体电阻下得出简化的混合π模型忽略rbc、Rce用密勒定理单向化处理其中容量很小，因此它与负载形成的时间常数也很小，具有很高的截止频率，可略去。其中最终得出简化的高频小信号模型合二为一场效应管的高频小信号模型高频等效模型利用密勒定理单向化处理后成简化模型其中5.2放大电路的频率特性分析分析所用的手段是：将频率分成三个频段进行分析—即低频段、中频段和高频段。如下面的单管放大电路C是耦合电容器，容量较大，通常为：晶体管用简化高频小信号模型代入后画出共射放大电路全频段交流微变等效电路等效结电容Ci通常

3、为10~100pF耦合电容C容量大容抗很小，在中频段时当短路；Ci容量小容抗很大，中频段时交流开路。★中频段：频率降低C容抗增大，不能忽略；频率降低Ci容抗更大，交流开路。★★低频段：频率升高C容抗更小，可完全当作短路；频率升高Ci容抗增大，已不能忽略。★★★高频段：中频段电压放大倍数与以前所求的低频（音频范围）电压放大倍数是一致的。说明以前讨论的是指中频范围。求法与前低频小信号时求法相同，因为电容C当短路，Ci开路低频段电压放大倍数输出电压对源电压的比设则共射放大器低频段的电压增益复数表达式高频段电压放大倍数将高频段等效电路进行戴

4、维南等效后得右图，其中所以，高频段的源电压增益为：设则所以，有共射放大电路在高频段的电压增益复数表达式如下：其中中频增益为：共射放大电路的全频段电压放大倍数表达式：在中频段，因fH>>f>>fL，上式近似为在高频段，因f>>fL上式近似变为在低频段，因f<

5、关。下限截止频率的估算：加修正系数，更精确：上限截止频率的估算：加修正系数，更精确：5.3频率响应的BODE图表示▲横坐标采用对数频率刻度表示;波特图（BodeMap)的画法▲▲▲相频特性曲线的纵坐标表示放大器输出和输入之间的相位角;▲▲纵坐标用对数（分贝）表示幅频特性的增益幅度；波特图表示的优点：◆◆◆近似用渐近折线绘制代替了十分麻烦的频率特性曲线。◆◆增益的乘、除运算变成了坐标的加、减运算。◆把很宽的频率变化范围压缩在较窄的对数频率坐标以内。1.低频段波特图的绘制频率特性表达式：复数表达式幅频特性表达式：相频表达式对数幅频特性表达

6、式：对数幅频特性可取以下三点来画出：画出幅频特性如图所示：其相频特性如下：最大误差在f＝fL处(误差3dB)。最大误差在f＝0.1fL处(误差+5.71°)及在f=10fL处(误差为-5.71°)。幅频和相频特性画在一起后：2.高频段波特图的绘制频率特性表达式：幅频特性表达式：对数幅频特性表达式：对数相频特性表达式：最大误差在f＝fH处(误差3dB)。最大误差在f＝0.1fH处(误差+5.71°)及在f=10fH处(误差为-5.71°)。高频段频率特性曲线如下：【例】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。已知一放

7、大电路的频率响应为解：其对数幅频特性表达式为：其对数相频特性表达式为：下限频率上限频率频带宽度【例】试画出它的波特图，并求出它的上限频率fH。已知一多级放大电路的频率响应为解：波特图上限频率为：fH7.43105Hz7.43105Hz2.6107Hz