华工模电课件chapter+5.ppt

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1、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5.3场效应管的高频等效模型5.4单管放大电路的频率响应5.5多级放大电路的频率响应2010.1.301.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。由于放大电路中耦合电容、旁路电容、半导体器件极间电容的存在，使放大倍数为频率的函数。在使用一个放大电路时应了解其信号频率的适用范围，在设计放大电路时，应满足信号频率的范围要求。5.1频率响应概述2010.1.30fOAum2.幅频特性和相频特性Au(f)—幅频特性(f)—相频特性0.707AumfOA

2、ufL—下限截止频率fH—上限截止频率3.频带宽度(带宽)BW(BandWidth)BW=fH-fLfHfLfH5.1频率响应概述2010.1.30一、RC低通电路的频率特性4.简单RC低通和高通电路的频率特性(1).频率特性的描述RC•••••令1/RC=H则fH=1/2RC2010.1.30•滞后••••fO

3、Au

4、10.707O–45–90fHf幅频特性相频特性2010.1.30(2).频率特性的波特图f/fH0•20lg

5、Au

6、/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH频率特性波特图•–

7、90f0

8、Au

9、10.7070–45fHf–3dB–20dB/十倍频–45/十倍频•2010.1.30二、RC高通电路的频率特性•••令1/RC=L则fL=1/2RC超前f10fL20lg

10、Au

11、=0dBf=fL20lg

12、Au

13、=20lg0.7071=-3dBf0.1fL20lg

14、Au

15、=-20lgf/fHRC••2010.1.30例5.1.1求已知一阶低通电路的上限截止频率。0.01F1k1k1//1k0.01F例5.1.2已知一阶高通电路的fL=300Hz，求电容C。500C2k戴维宁定理等效2010.1.30

16、一、单级阻容耦合放大器的中频和低频特性+VCCRCC1C2VRL++RB1RB2RSUS•1.中频特性C1、C2可视为短路极间电容可视为开路2.低频特性：极间电容视为开路耦合电容C1、C2与电路中电阻串联容抗不能忽略5.2晶体管的高频等效模型2010.1.30•••••••••结论:频率降低,Aus随之减小,输出比输入电压相位超前。RB>>rbe••2010.1.30二、晶体管的高频等效电路1.混合π模型：形状像Π，参数量纲各不相同结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。rbb’：基区体电阻rb’e’：发射结电阻Cπ：发射结电容re：发射区体电阻

17、rb’c’：集电结电阻Cμ：集电结电容rc：集电区体电阻因多子浓度高而阻值小因面积大而阻值小混合π模型：忽略小电阻，考虑集电极电流的受控关系gm为跨导，它不随信号频率的变化而变。为什么引入参数gm？因在放大区iC几乎仅决定于iB而阻值大因在放大区承受反向电压而阻值大混合π模型：忽略大电阻的分流Cμ连接了输入回路和输出回路，引入了反馈，信号传递有两个方向，使电路的分析复杂化。混合π模型的单向化（即使信号单向传递）等效变换后电流不变2010.1.30晶体管简化的高频等效电路＝？2010.1.302.电流放大倍数的频率响应由于c、e之间的动态电压为零

18、，短路！2010.1.30电流放大倍数的频率特性曲线2010.1.30电流放大倍数的波特图:采用对数坐标系采用对数坐标系，横轴为lgf，可开阔视野；纵轴为单位为“分贝”（dB），使得“×”→“＋”。lgf注意折线化曲线的误差－20dB/十倍频折线化近似画法2010.1.303.晶体管的频率参数共射截止频率共基截止频率特征频率集电结电容通过以上分析得出的结论：①低频段和高频段放大倍数的表达式；②截止频率与时间常数的关系；③波特图及其折线画法；④Cπ的求法。手册查得2010.1.30例题解：模型参数为设共射放大电路在室温下运行，其参数为：负载开路，

19、Rb足够大忽略不计。试计算它的低频电压增益和上限频率。2010.1.30低频电压增益为又因为所以上限频率为2010.1.305.3场效应管的高频等效电路可与晶体管高频等效电流类比，简化、单向化变换。很大，可忽略其电流单向化变换极间电容CgsCgdCds数值/pF1～101～100.1～1忽略d-s间等效电容2010.1.30适用于信号频率从0～∞的交流等效电路中频段：C短路，开路。低频段：考虑C的影响，开路。高频段：考虑的影响，C开路。5.4单管放大电路的频率响应2010.1.301.中频电压放大倍数带负载时：空载时：2010.1.302.低频

20、电压放大倍数:定性分析2010.1.302.低频电压放大倍数：定量分析C所在回路的时间常数？2010.1.302.低频电压放大倍数：低频段频率响应分析