模拟电子技术14放大电路的频率特性

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1、第八章放大电路的频率响应研究的问题：放大电路对信号频率的适应程度，即信号频率对放大倍数的影响。在低频段使放大倍数数值下降的原因：随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失。高通电路低通电路在高频段使放大倍数数值下降的原因：随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失。下限频率上限频率在放大电路的通频带中给出了频率特性的概念——幅度频率特性：描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。即相位频率特性：描绘输出信号与输入信号之间相位随频率变化而变化的规律。即8.1频率响应的基本

2、概念这些统称放大电路的频率响应。幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真;相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。放大电路的幅频特性和相频特性，也称为频率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅频失真和相频失真是线性失真。(动画8-1)产生频率失真的原因是:1.放大电路中存在电抗性元件，例如耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、分布电感等;2.三极管的()是频率的函数。在研究频率特性时，三极管的低频小

3、信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。8.2.1RC低通电路电压放大倍数（传递函数）式中　　　　　。　的模、上限截止频率和相角为8.2RC电路的频率响应由上面式子可得RC低通电路的近似频率响应曲线RC低通电路的频率特性曲线幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标,fH称为上限截止频率。当f≥fH时，幅频特性将以十倍频20dB的斜率下降，或写成-20dB/dec。在f=fH处的误差最大，有-3dB。当f=fH时，相频特性将滞后45°，并且具有-45/dec的斜率。在0.1fH和10fH处与实际的相频特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和-5.7°。采用这种折

4、线化画出的频率特性曲线称为波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。8.2.2RC高通电路电压放大倍数（传递函数）式中　　　　　。　的模、下限截止频率和相角为由此可得RC高通电路的近似频率响应曲线RC高通电路频率特性曲线8.3.1混合π型高频小信号模型(1)物理模型晶体管内部存在势垒电容和扩散电容，由于发射结正偏，基区贮存了许多非平衡载流子，因此扩散电容成分较大，记为Cb’e；集电结反偏，势垒电容起主要作用，记为Cb’c。在高频区，这些电容阻抗较小，其对电流的分流作用不可忽略，因此考虑这些极间电容影响的混合π型高频小信号模型及晶体管的物理结构如下图所示。8.3晶

5、体管的高频小信号模型rbb‘——基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。re——发射结电阻rb'e——re归算到基极回路的电阻Cb’e——发射结电容，也用Cπ这一符号。rb’c——集电结电阻Cb’c——集电结电容，也用Cμ这一符号。阻值小阻值大(2)用gmUb’e代替βIb根据晶体管的物理模型可以画出混合π型高频小信号模型。gm为跨导，它不随信号频率的变化而变。由此可见gm是与频率无关的0和rb’e的比值，因此gm与频率无关。若IE=1mA，gm=1mA/26mV≈38mS。gm称为跨导，还可写成β0反映了三极管内部，对流经rb‘e的电流的放大作用。是真正具

6、有电流放大作用的部分，β0即低频时的β。而：(3)单向化在π型小信号模型中，因存在Cb’c(C)和rb’c,对求解不便，可通过单向化处理加以变换。通常rb’c远大于C的容抗，可以忽略，只剩下C。可以用输入侧的C’和输出侧的C”两个电容去分别代替C，但要求变换前后应保证相关电流不变，如下图所示。密勒定理密勒定理给出了网络的一种等效变换关系，它可以将跨接在网络输入端与输出端之间的阻抗分别等效为并接在输入端与输出端的阻抗。如图所示，阻抗Z跨接在网络N的输入端与输出端之间，则可分别等效到输入端和输出端密勒定理及等效阻抗(a)原电路；(b)等效后的电路令放大

7、倍数K=gmR’L则有C’μ=(1+K)Cμ输入侧单向化变换：将rce与c-e间的负载电阻整合为R’L。输出侧所以由于C”<

8、频率称为特征频率fT，且