模電第五章-放大電路的頻率響應.ppt

上傳人:max****ui 文檔編號:14881342 上傳時間:2020-07-31 格式:PPT 頁數(shù):36 大?。?.66MB
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1、第五章 放大電路的頻率響應,清華大學,第五章 放大電路的頻率響應,5.1 頻率響應的有關(guān)概念,5.2 晶體管的高頻等效電路,5.3 放大電路的頻率響應,5.1 頻率響應的有關(guān)概念,一、本章要研究的問題,二、高通電路和低通電路,三、放大電路中的頻率參數(shù),一、研究的問題,放大電路對信號頻率的適應程度,即信號頻率對放大倍數(shù)的影響。 由于放大電路中耦合電容、旁路電容、半導體器件極間電容的存在,使放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)。 在使用一個放大電路時應了解其信號頻率的適用范圍,在設計放大電路時,應滿足信號頻率的范圍要求。,二、高通電路和低通電路,2. 低通電路:信號頻率越低,輸出電壓越接近輸入電壓。,使輸

2、出電壓幅值下降到70.7%,相位為45的信號頻率為截止頻率。,1. 高通電路:信號頻率越高,輸出電壓越接近輸入電壓。,三、放大電路中的頻率參數(shù),在低頻段,隨著信號頻率逐漸降低,耦合電容、旁路電容等的容抗增大,使動態(tài)信號損失,放大能力下降。,高通電路,低通電路,在高頻段,隨著信號頻率逐漸升高,晶體管極間電容和分布電容、寄生電容等雜散電容的容抗減小,使動態(tài)信號損失,放大能力下降。,下限頻率,上限頻率,結(jié)電容,5.2 晶體管的高頻等效電路,一、混合模型,二、電流放大倍數(shù)的頻率響應,三、晶體管的頻率參數(shù),1. 模型的建立:由結(jié)構(gòu)而建立,形狀像,參數(shù)量綱各不相同。,,,gm為跨導,它不隨信號頻率的變化而

3、變。,連接了輸入回路和輸出回路,一、混合模型,2. 混合模型的單向化(使信號單向傳遞),,等效變換后電流不變,,3. 晶體管簡化的高頻等效電路,,?,二、電流放大倍數(shù)的頻率響應,為什么短路?,1. 適于頻率從0至無窮大的表達式,2. 電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線,3. 電流放大倍數(shù)的波特圖: 采用對數(shù)坐標系,,采用對數(shù)坐標系,橫軸為lg f,可開闊視野;縱軸為 單位為“分貝” (dB),使得 “ ” “ ” 。,,,,,lg f,注意折線化曲線的誤差,20dB/十倍頻,,折線化近似畫法,三、晶體管的頻率參數(shù),共射截止頻率,共基截止頻率,特征頻率,集電結(jié)電容,通過以上分析得出的結(jié)論: 低

4、頻段和高頻段放大倍數(shù)的表達式; 截止頻率與時間常數(shù)的關(guān)系; 波特圖及其折線畫法; C的求法。,討論一,1. 若干個放大電路的放大倍數(shù)分別為1、10、102、103、104、105,它們的增益分別為多少? 2. 為什么波特圖開闊了視野?同樣長度的橫軸,在單位長度不變的情況下,采用對數(shù)坐標后,最高頻率是原來的多少倍?,討論二,電路如圖。已知各電阻阻值;靜態(tài)工作點合適,集電極電流ICQ2mA;晶體管的rbb=200,Cob=5pF, f=1MHz。 試求解該電路中晶體管高頻等效模型中的各個參數(shù)。,清華大學 華成英 ,討論二,5.3 放大電路的頻率響應,一、單管共射放大電路的頻率響應,二

5、、多級放大電路的頻率響應,一、單管共射放大電路的頻率響應,適用于信號頻率從0的交流等效電路,中頻段:C 短路, 開路。,低頻段:考慮C 的影響, 開路。,高頻段:考慮 的影響,C 開路。,1. 中頻電壓放大倍數(shù),,帶負載時:,空載時:,2. 低頻電壓放大倍數(shù):定性分析,,,2. 低頻電壓放大倍數(shù):定量分析,C所在回路的時間常數(shù)?,2. 低頻電壓放大倍數(shù):低頻段頻率響應分析,中頻段,20dB/十倍頻,3. 高頻電壓放大倍數(shù):定性分析,,,3. 高頻電壓放大倍數(shù):定量分析,3. 高頻電壓放大倍數(shù):高頻段頻率響應分析,4. 電壓放大倍數(shù)的波特圖,全頻段放大倍數(shù)表達式:,5. 帶寬增益積:定性分

6、析,fbw fH fL fH,當提高增益時,帶寬將變窄;反之,增益降低,帶寬將變寬。,5. 帶寬增益積:定量分析,若rbe<

7、fHn,整個電路的下、上限頻率分別為fL、 fH,則,由于,求解使增益下降3dB的頻率,經(jīng)修正,可得,1.1為修正系數(shù),討論一,1. 信號頻率為0時電壓放大倍數(shù)的表達式? 2. 若所有的電容容量都相同,則下限頻率等于多少?,時間常數(shù)分析:,C2、Ce短路, 開路,求出,C1、Ce短路, 開路,求出,C1、C2短路, 開路,求出,C1、 C2、 Ce短路,求出,若電容值均相等,則e<< 1、2,清華大學 華成英 ,討論二,1. 該放大電路為幾級放大電路? 2. 耦合方式? 3. 在 f 104Hz 時,增益下降多少?附加相移? 4. 在 f 105Hz 時,附加相移? 5. 畫出相頻特性曲線; 6. fH?,已知某放大電路的幅頻特性如圖所示,討論下列問題:,討論三:兩級阻容耦合放大電路的頻率響應,,

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