模电童诗白清华第四版课件 第15讲(5.1 ~5.3)晶体管高频等效模型.ppt

讨论二 * 放大电路的频率指标 通频带：fbw=　fH　–　fL 同一放大电路对幅值相同、频率不同的信号的放大能力是不同的，而且在一般情况下，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。因此，可以用通频带来衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 引言 第5章 放大电路的频率响应 5.1.1 研究频率响应的必要性 在放大电路中，由于电抗元件(电容)及半导体极间电容的存在，当输入信号的频率过高或过低，不但放大倍数的数值会减小，而且还会产生超前或滞后的相移。 任何一个具体的放大电路都有一个确定的通频带，因此在设计电路时，必须首先了解信号的频率范围，以便使设计的电路具有适应于该信号频率范围的通频带。 5.1.2 频率响应的基本概念 R C + - + - 电容的阻抗XC与输入信号频率w有关 式中ω为输入信号的角频率，RC为回路的时间常数τ 一、高通电路 信号频率越高，输出电压越接近输入电压. 频率f :单位时间内完成振动的次数，单位:赫兹. 角频率ω : ω =2πf，单位:弧度/秒. 用其幅值和相角表示 该电路中，频率越低，衰减越大，相移越大； ∴ 为高通电路。 fL：下限截止频率 fL ffL时放大倍数约为1 + - + - R C 回路的时间常数τ=RC 二、低通电路 信号频率越低，输出电压越接近输入电压。 f fH 0.707 1 f φ fH 放大电路上限频率fH与下限频率fL之差就是其通频带 fbw=fH-fL 5.1.3 波特图 采用对数坐标画频率特性曲线 波特图： 对数幅频特性、对数相频特性 单位：分贝 横坐标 纵坐标 对数幅频特性 横坐标 纵坐标 对数相频特性 一、高通电路 f每下降10倍，增益下降20dB. 0 fL -3 20dB/十倍频 近似化处理： 在对数幅频特性中，以截止频率fL为拐点，由两段直线近似曲线。 ffL以0dB直线近似 ffL以20dB/十倍频直线近似 f φ fL 0.1fL 10fL 近似的波特图： 相频特性用三段直线代替曲线 ①f0.1fL,用φ＝90的直线代替； ③f10fL,用φ＝0的直线代替； ②0.1fLf10fL,用φ随f线性下降，f＝fL， φ ＝45； 有两个 拐点0.1fL,10fL 5.2 晶体管的高频等效模型 考虑到晶体管发射结和集电结电容的影响 高频信号作用的模型 混合π模型 5.2.1 晶体管的混合π模型 一、完整的混合π模型 二、简化的混合π模型 三、混合π模型的主要参数 b e + - + - 混合π模型 b e + - + - 简化的混合π模型 c rce，rb’c非常大，做开路处理。 不考虑电容影响 由于Cπ和 Cu的存在，β与频率有关，即电流放大系数是频率的函数，记做 根据半导体物理知识， gm为跨导，描述发射结电压对集电极电流的控制作用 cμ跨接在输入回路和输出回路中，把它等效到输入回路和输出回路中。 b e + - + - 单向化后的混合π模型 Cμ中流过的电流为 为保证变换的等效性，Cu/中的电流应该保持不变 取中频时的值 Cμ/的电抗 b e + - + - 单向化后的混合π模型 开路处理 b e + - + - 二、简化 的混合π模型 5.2.2 晶体管电流放大倍数的频率响应 的频率响应与低通电路 表明c-e间无动态电压 为什么短路？ 1.共射接法 共射截止频率 0.707?o f? 1 fT f 0 ?o fβ为β的截止频率。 当频率升高到fT，β下降到等于1，晶体管将失去电流放大能力， fT称为共射特征频率。 2.共基接法 fα称为共基截止频率。 5.2.3. 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； ④ Cπ的求法。 手册查得 *