武汉大学模电课件第五章.ppt

《武汉大学模电课件第五章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章放大器的频率响应5.1频率响应的分析方法一、频率响应（简称为频响）的基本概念当输入信号的频率f从低频变化到高频时1、频响问题的提出当输入信号的频率f在中频段时，有以下结论：增益A=常数在全频段范围内，增益A=？放大器的增益是输入信号频率的函数2、频率响应的表示放大器的频率响应实质是放大器对正弦输入信号的稳态响应，用其频率特性函数A（j)来描述。频率特性函数定义为输出信号的相量与输入信号的相量之比。幅频特性相频特性放大器是低频角频率vo缩小实验表明：增益A=A（j)是中频角频率v

2、o放大是高频角频率vo缩小频率特性曲线输出波形发生畸变输出波形缩小通频带外中频增益中频段放大器的中频带范围称为通频带高频段低频段波特图放大器的频带宽度很宽，增益值范围很大，为了缩短坐标扩大视野，频率特性用波特图描述。增益值采用分贝形式表示，频率采用对数刻度，3、幅度失真和相位失真幅度失真:由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同而引起的输出信号的失真。相位失真:由于放大器对不同频率信号的相移作用不同而引起的输出信号的失真。4、增益带宽积电路设计中，希望放大器的增益高、通频带宽，但是两者是相互制

3、约的，将增益和带宽结合起来，引出表征放大器性能的参数增益带宽积（GBW）。二、线性系统频率特性分析方法1、传输函数取：零点：极点：增益常数：阶数2、几类简单线性系统一阶无零系统一阶一零系统二阶无零系统二阶一零系统3、由传输函数求频率特性曲线（波特图）以一阶一零系统为例取令令则则可得幅频特性相频特性常数项增益零点提供正增益极点提供负增益零点提供正相移极点提供负相移常数项无相移常数项零点采用折线近似法20dB/十倍频程产生最大误差转折频率采用折线近似法时，可视为则有时，可视为则有时，因为时，450/

4、十倍频程零点极点20dB/十倍频程-20dB/十倍频程450/十倍频程－450/十倍频程合成波特图的描绘特别地，当零点和极点重合时，系统具有无限带宽，相移恒为0。对高阶系统，可以采用同样地办法得到每个零极点的波特图，再进行叠加得到系统波特图。4、主极点与上限频率当高频段有多个极点时，若某个极点的绝对值为其他极点绝对值的1/4以下，则这个极点对通频带起主导作用，称为主极点，并确定电路上限频率。例：设某放大电路的传输函数为已知画出A(s)的幅频特性波特图。5.2放大器的频率特性电路中的耦合电容、旁路

5、电容、晶体管的结电容、引线的分布电容是存在频率特性的主要原因。一、放大器中增益是频率的函数的原因以单级共E组态放大器为例说明C1、C2、CEF量级，称为大电容Cb’e、Cb’cpF量级，称为小电容Rb1+VCCRCRb2CeReRLvsvoC2C1+_+_1、中频段大电容视为短路小电容视为开路放大器的交流通路是阻性网络增益A=常数2、低频段大电容不能视为短路小电容更能视为开路，低频段放大器的交流通路含有大电容大电容的存在使低频增益是频率的函数3、高频段大电容更能视为短路小电容不

6、能视为开路高频段放大器的交流通路含有小电容，小电容的存在使高频增益是频率的函数二、放大器的低频响应低频小信号等效电路为简化分析，进行一些合理的近似：+－1）忽略Rb的影响2）Ce足够大+－－+将Ce折合到基极后，与C1串联构成C1’由于Ce>>C2忽略其对输出回路的影响将Ce折合到基极后，容抗为Ce’与C1串联构成C1’折合后，电容为可求得+－－+求得转折频率放大器的下限频率取决于两者中较大的一个。可知Ce对放大器的增益影响较大，是决定放大器低频响应的主要因素。三、放大器的高频响应

7、＋－＋－ceeb＋－高频混合π型电路模型ceb＋－1、晶体管的频率参数ceb＋－在模型的有效频率范围内，有共发射极截止频率-20dB/十倍频程β下降到1（0dB）时对应的频率fT为晶体管的特征频率其中此时，称为晶体管共基极截止频率既有上述三个频率参数都是晶体管的固有参数，它们在评价晶体三极管高频性能上是等价的。有：2、密勒定理和密勒电容网络传输函数流过Y(s)的电流为：其中即Y(s)对输入端的影响可以用并接在输入端的Y1(s)来等效。同理，对输出端，流入的电流为：即Y(s)对输出端的影响可以用并

8、接在输出端的Y2(s)来等效。其中1）密勒定理2）密勒电容按照密勒定理可将其单向近似共发射极基本放大电路的混合Π型等效电路如图跨接在输入输出端之间Cb’c、Cb’e很小，所以上式可以近似为：CM1与Cb’e并联得到其中很小，可忽略密勒电容密勒倍增因子3、共发射极放大器的高频响应其中：可知该系统是一阶无零系统，即为一低通系统，所以存在上限频率，且：增益带宽积要有效增大和BGW，必须选用和小（即D小）和高的晶体管，一旦管子选定后，则尽可能减小以减小，增加，但最终受到管子特征频率的限制。四、多级放大器