模拟电路课件03教程文件.ppt

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1、模拟电路课件03共发射极放大电路的频率特性(a)幅频特性(b)相频特性3.1.2线性失真由于放大电路对不同频率成分的放大倍数不同，而产生的失真称为幅频失真；同样由于放大电路对不同频率成分的相位移不同，而产生的失真称为相频失真。无论是幅频失真还是相频失真，都是由线性电抗元件引起的，故这种失真称为线性失真，在输出波形中不产生新的频率成分。幅频失真相频失真3.2晶体管的频率参数影响放大电路的频率特性，除了电容外，还有影响高频特性的晶体管内部频率参数：共射极截止频率fβ、特征频率fT和共基极截止频率fα等。3.2.1共射极截止频率fβ晶体管共发射极放大电

2、路的电流放大系数β是也频率的函数。中、低频时，β=β0是常数；当频率升高时，由于管子内部的电容效应，其放大作用下降，所以β可表示为：(幅频特性)φβ=-arctanf/fβ(相频特性)将β幅值下降到0·707β0时的频率fβ定义为的截止频率。3.2.2特征频率fT将幅频特性下降到1时的频率fT定义为的特征频率。通常fT/fβ>>1，由幅频特性可以得到fT与fβ的近似关系：fT≈β0fβ3.2.3基极截止频率fα共发射极放大电路的电流放大系数α也是频率的函数，当频率升高时，α的幅值下降到0·707α0时的频率fα定义为的截止频率。由α与β的关系可得

3、fα=(1+β0)fβ共基极放大电路的频率特性要比共发射极放大电路的频率特性好的多。fα、fT、fβ的关系为fα>fT>fβ3.3晶体管高频微变等效电路在2.4.1节导出的H参数微变等效电路适用于中频放大电路。但在高频的情况下，由于晶体管的极间电容不可忽略，其物理过程有些差异，为此，引出高频微变等效电路，即混合参数Π型模型。3.3.1混合参数Π型模型(a)结构示意图(b)完整混合参数Π型模型(c)混合参数Π型简化模型混合参数Π型模型说明rbb‘表示基区体电阻，rbb’=rb。注意图中的b‘，是基区内的虚拟基极，与基极引出端b是不同的。rb‘e是发

4、射结电阻。由于be处于正向偏置，故rb’e很小。Cb‘e为发射结电容。rb‘c和Cb’c是集电结的结电阻和结电容，由于集电结工作时处于反向偏置，故rb‘c的值很大，与Cb'c并联可以忽略不计。受控电流源用gmUb‘e表示，而不用βIb，其原因是，由于结电容的影响，Ic和Ib不能保持正比关系。这里的gm称为互导，具有电导的量纲。rce为电流源内阻，阻值较大，与负载RL并联后可略去。根据上述各元件的参数，可将高频下的电路结构(a)图等效为(b)图,进而化简为(c)图。由于电路形状象Π，各元件参数具有不同的量纲，因而称之为混合参数Π型模型，即晶体管高频

5、微变等效电路。3.3.2高频微变等效电路参数的获得低频区Π参数和H参数等效电路比较1.电阻参数rb'e和互导gm在低频区，如果忽略Cb‘e和Cb’c影响，则晶体管的H参数模型与Π参数模型是一致的，所以高频微变等效电路中的电阻参数和互导gm都可以通过低频微变等效电路中H参数得到。∵rbe=rbb'+rb'e=rbb'+(1+β0)26/IE∴rb'e=(1+β0)26/IE∵gmUb'e=βIbUb'e=Ibrb'e∴gm=β0/rb'e≈IE/262.电容Cb'e和Cb'cCb'e=gm/2πfTfT和Cb’c可从手册中查到同低频微变等效电路一样

6、，高频小信号等效电路中的参数也要采用Q点上的参数。注意上式中的β0是中频共发射极电流放大系数，通常器件手册中所给出的参数就是β03.4共发射极放大电路的频率特性在对放大电路的具体分析时，通常分成三个频段考虑：(1)中频段：全部电容均不考虑，耦合电容视为短路，级间电容视为开路。(2)低频段：耦合电容的容抗不能忽略，而极间电容视为开路。(3)高频段：耦合电容视为短路，而极间电容的容抗不能忽略。这样求得三个频段的频率特性，然后再进行综合。这样做的优点是，可使分析过程简单明了，且有助于从物理概念上来理解各个参数对频率特性的影响。下面以共发射极放大电路为例

7、，分别讨论中频、低频和高频时频率特性。3.4共发射极放大电路的频率特性波特图将横坐标用lgf，幅频特性的纵坐标为201g，单位为分贝(dB)；相频特性的纵坐标仍用φ，而不取对数。这样得到的频率特性称为对数频率特性或波特图。采用对数坐标的优点主要是将频率特性压缩了，可以在较小的坐标范围内表示较宽的频率范围，使低频段和高频段的特性都表示得很清楚。而且将乘、除法运算转换为加、减法运算。下面分别讨论共发射极放大电路中、低、高频时的频率特性。3.4.1中频放大倍数Ausm3.4.2低频放大倍数Ausl及波特图由于C1不影响Uo与Ui的关系，只影响输入回路，

8、ri=Rb//rbe，有令τl=（Rs+ri）C1=1/2πfl，ω=2πf低频段电压放大倍数的频率特性φ=-180°+arctg(fl