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.ppt

* 第五章 放大电路的频率响应 5.3 场效应管的高频等效模型 场效应管各极之间存在极间电容，其高频等效模型如下： 一般情况下， rgs和 rds比外接电阻大得多，可认为是开路。 Cgd可进行等效变化，使电路单向化。 Cgd等效变化： g-s之间的等效电容为 d-s之间的等效电容为 图5.3.1 场效应管的高频等效模型(b)简化模型　 5.4 单管放大电路的频率响应 5.4.1 单管共射放大电路的频率响应 C1 Rb +VCC C2 Rc ? + + + Rs + ~ ? + ? 图5.4.1 单管共射放大电路 　　中频段：各种电抗影响忽略，Au 与 f 无关； 　　低频段：耦合电容(或旁路电容)压降增大，Au降低。与电路中的电阻构成RC 高通电路； 　　高频段：三极管的极间电容并联在电路中，Au降低。而且，构成 RC 低通电路。 一、中频电压放大倍数 耦合电容 可认为交流短路；极间电容可视为交流开路。 1. 中频段等效电路 由图可得： 图5.4.2 中频段等效电路 e b c + ~ ? + + + Rb Rc Rs 2. 中频电压放大倍数 已知 ，则 　　结论：中频电压放大倍数的表达式，与利用简化h参数等效电路的分析结果一致。 二、低频电压放大倍数 考虑耦合电容(或旁路电容)的作用，其等效电路： 　C1与输入电阻构成一个 RC 高通电路。 图5.4.3 低频段等效电路 e b c + ~ + + + Rb Rc Rs C1 输出电压： 低频电压放大倍数： 图5.4.3　低频段等效电路 e b c + ~ + + + Rb Rc Rs C1 低频时间常数为： 下限(－3 dB)频率为： 则 对数幅频特性： 对数相频特性： 因电抗元件引起的相移为附加相移。低频段最大附加相移为+90° 三、高频电压放大倍数 考虑极间电容的影响，其等效电路： 图5.4.4 高频等效电路(a) b c e + ~ ? + + + Rb Rc Rs 用戴维南定理简化高频等效电路： 图5.4.4 高频等效电路 (b)输入回路的等效变换 R e + 图5.4.4 高频等效电路 (c)输入回路 b e ~ + + Rb Rs + 图5.4.4 高频等效电路(a) c e + ~ + + Rc R 高频时间常数： 上限(-3 dB)频率为： 的对数幅频特性和相频特性： 高频段最大附加相移为-90° 四、波特图 绘制波特图步骤： 1. 根据电路参数计算 、fL 和 fH ； 2. 由三段直线构成对数幅频特性； 中频段：对数幅值 = 20lg 低频段： f = fL开始减小，作斜率为 20 dB/十倍频直线； 高频段：f = fH 开始增加，作斜率为 –20 dB/十倍频直线。 3. 由五段直线构成对数相频特性。 对数幅频特性： f O fL －20dB/十倍频 fH 20dB/十倍频 -270o -225o -135o -180o 对数相频特性： -90o 10 fL 0.1fL 0.1fH 10 fH f O ? 5.4.2 单管共源放大电路的频率响应 图5.4.7　单管共源放大电路及其等效电路 在中频段　　开路，C短路，中频电压放大倍数为 在高频段，C短路，考虑　　的影响，上限频率为： 在低频段，　开路，考虑C的影响，下限频率为： 电压放大倍数： 5.4.3 放大电路频率响应的改善和增益带宽积 为了改善放大电路低频特性，需加大耦合电容及其回路电阻，以增大回路时间常数，从而降低下限频率。在信号频率很低的场合，应考虑采用直接耦合方式。 2.　为了改善单管放大电路的高频特性，应增大上限频率。 问题： fH的提高与Ausm的增大是相互矛盾的。 3.增益带宽积 中频电压放大倍数与通频带的乘积。 Ri = Rb // rbe 假设 Rb Rs，Rb rbe； (1 + gmRc)Cμ Cπ 说明： 　　　　　　　式不很严格，但从中可以看出一个大概的趋势，即选定放大三极管后，rbb? 和 Cμ的值即被确定，增益带宽积就基本上确定，此时，若将放大倍数提高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数。 　 如欲得到一个通频带既宽，电压放大倍数又高的放大电路，首要的问题是选用 rbb? 和 Cμ均小的高频三极管。 复习： 1.晶体管的混合 ? 模型 2.单管共射放大电路的频率响应 表达式： 波特图的绘制： 三段直线构成幅频特性 五段直线构成相频特性 5.5 多级放大电路的频率响应 5.5.1　多级放大电路频率特性的