第五章、放大电路的频率响应讲述.ppt

教学目标 1. 了解放大电路的频率掌握响应及各元件参数对其性能的影响； 2. 了解晶体管的高频等效模型； 3. 了解单管放大电路的频率响应。 教学重点 单管放大电路的频率响应 教学难点 晶体管的高频等效模型 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; 5.2 晶体管的高频等效模型 5.2.1.混合π型高频小信号模型 5.2.2 电流放大系数β的频响 5.2.1混合π型高频小信号模型 混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理 模型而建立的，三极管的物理结构如图05.05所示。 根据这一物理模型可以画出混合π型高频小信号模型，如图05.06所示。 5.2.2 电流放大系数β的频响 由此可做出β的幅频特性和相频特性曲线， 如05.10图所示。 图05.10 三极管β的幅频特性和相频特性曲线  fT≈β0 f?可由下式推出 * 第五章 放大电路的频率响应 相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即 幅频特性是描绘输入信号幅度 固定，输出信号的幅度随频率变化 而变化的规律。即 ∣ ∣= ∣ ∣= 相频特性 幅频特性 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。 2.三极管的?(?)是频率的函数。 在研究频率特性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。 5.1频率响应的基本概念 一、高通电路 幅值： 相角： 幅频特性 相频特性 分析： 下限截止频率 二、低通电路 时间常数： 令 则 幅值： 相角： 上限截止频率 分析： 通频带： 三、波特图 输入信号的频率范围常常设置在几赫到上百兆赫，电路的放大倍数可以从几倍到上百万倍，为了在同一个坐标系中表示如此宽的变化范围，在画频率特性曲线时常采用对数坐标，称为波特图。 对数幅频特性： 对数相频特性： 横轴采用对数刻度 纵轴采用 单位：分贝（dB） 横轴采用对数刻度 纵轴采用 高通电路与低通电路的波特图 高通电路 低通电路 rbe--- re归算到基极回路的电阻 ---发射结电容，也用C?这一符号 ---集电结电阻 ---集电结电容，也用C?这一符号 rbb ---基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。 图05.05 双极型三极管 物理模型 （1）物理模型 --- 发射结电阻 r e 图05.06高频混合π型小信号模型电路 这一模型中用 代替 ，这是因为β本身就与频率有关，而gm与频率无关。推导如下: （2）用 代替 由此可见gm是与频率无关的?0和rb’e的比，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rbe的电流 的放大作用。 是真正具有电流放大作用的部分，β0 即低频时的β。而 在π型小信号模型中，因存在Cb’c 和rb’c,对求解不便，可通过单向化处理加以变换。首先因rb’c很大，可以忽略，只剩下Cb’c 。可以用输入侧的C?’和输出侧的C?’’两个电容去分别代替Cb’c ，但要求变换前后应保证相关电流不变，如图05.07所示。 （3）单向化 图05.07高频混合π型小信号电路 输入侧 图05.07高频混合π型小信号电路 输出侧 所以 由于C? C? , 所以图05.07可简化为图05.08图中C? =Cbe+ C? 。 图05.08 简化高频小信号电路 由于 所以 共射截止频率 当β=1时对应的频率称为 特征频率fT，且有fT≈β0f? 当20lgβ下降3dB时,频率f? 称为共发射极接法的截止频率 当 f = fT 时, 有 因fT f? ,所以, fT ≈β0 f? 5.4单管放大电路的频率响应 对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频段加以研究。 共射放大电路 1 .中频段 所有的电容均可忽略。可用前面