三極管放大電路的頻率響應(yīng)

5.2.3 多級放大電路的頻率響應(yīng) 5.2.2 單管共發(fā)射極放大電路的頻率響應(yīng)5.2.1 半導(dǎo)體三極管的高頻特性 5.2.1 半導(dǎo)體三極管的高頻特性一 、 三 極 管 混 合 型 高 頻 等 效 電 路為 基 區(qū) 體 電 阻 ， 約 幾 十 歐 bbr e0EQT0eb )1()1( rIUr 為 低 頻 共 發(fā) 射 極 電 流 放 大 系 數(shù)0 0. eb.cm .ce UUIg低 頻 跨 導(dǎo) .bebmeb.m.b0 IrgUgI 由 TEQ eb0m UIrg 得三 極 管 低 頻 小 信 號 等 效 電 路 的 另 一 種 表 示 方 法 一 、 三 極 管 混 合 型 高 頻 等 效 電 路5.2.1 半導(dǎo)體三極管的高頻特性集 電 結(jié) 結(jié) 電 容 cbC 查 手 冊 Cob發(fā) 射 結(jié) 結(jié) 電 容 cbTmeb 2 CfgC fT為 三 極 管 的 特 征 頻 率 ， 由 手 冊 提 供 考 慮 結(jié) 電 容 ， 即 可 由 低 頻 等 效 電 路 得 到 高 頻 等 效 電 路 二 、 三 極 管 的 頻 率 參 數(shù) f 0共 發(fā) 射 極 截 止 頻 率 ： 共 發(fā) 射 極 短 路 電 流 放 大 系 數(shù)0.707 時 的 頻 率 。 . 下 降 為特 征 頻 率 fT ： 1 時 的 頻 率 。. 下 降 為f 0共 基 極 截 止 頻 率 ： 共 基 極 短 路 電 流 放 大 系 數(shù)0.707 時 的 頻 率 。 . 下 降 為)(2 1 cbebeb CCrf fCC gf 0cbeb mT )(2 )(2 1 cbebe CCrf三 者 可 互 求 T fff 三 、 場 效 應(yīng) 管 的 高 頻 小 信 號 等 效 電 路很 小 ， 通 常 可 略 5.2.2 單管共發(fā)射極放大電路的頻率響應(yīng)+VCCRCC1 C2V R L+ +RB1RB2RSUS +CERE 2. 求 中 頻 段 源 電 壓 增 益 eb.eb bbebS Ceb.m.s.o.sm Ur rrR RUgUUAu beS C0 rR R 例 圖 1. 畫 放 大 電 路 的 全 頻 段 小 信 號 等 效 電 路 中 頻 段 小 信 號 等 效 電 路 RB 阻 值 很 大 ， 其 作 用 可 忽 略單 管 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路 的 頻 響 分 析 方 法 3. 求 高 頻 段 源 電 壓 增 益單 管 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路 的 頻 響 分 析 步 驟 續(xù)由 密 勒 定 理 得 高 頻 段 簡 化 等 效 電 路 3. 求 高 頻 段 源 電 壓 增 益單 管 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路 的 頻 響 分 析 步 驟 續(xù)CM= (1 + gmRC) Cbc 輸 入 回 路 低 通 等 效 電 路 為 ：RS = (RS + r bb )/rbe Ci = Cbe + CM = Cb e+(1 + gmRC) Cbc iSH 2 1 CRf Hsm.s. o.s. j1 ffAUUA uu .sebbbS eb. s UrrR rU 4. 求 低 頻 段 源 電 壓 增 益單 管 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路 的 頻 響 分 析 步 驟 續(xù)低 頻 段 小 信 號 等 效 電 路 CrRf )(2 1 beSL ffAUUA uu Lsm.s. o.s. j1 5. 求 全 頻 段 源 電 壓 增 益單 管 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路 的 頻 響 分 析 步 驟 續(xù) )j1)(j1( HL sm.s. ffffAA uu 6. 畫 漸 近 波 特 圖 解 ：例 5.2.1 圖 示 放 大 電 路 中 ， 已 知 UBEQ =0.7V， 0=65， rbb=100 ，Cbc=5pF， fT =100MH z， 試 估 算 該 電 路 的 中 頻 源 電 壓 增 益 、上 限 頻 率 、 下 限 頻 率 和 通 頻 帶 ， 并 畫 出 漸 近 波 特 圖 。1. 求 三 極 管 混 合 型 等 效 電 路 參 數(shù). smuA beS C0 rR R )j1)(j1( HL sm.s. ffffAA uu CrRf )(2 1 beSL iSH 2 1 CRf Rs = (RS + r bb )/rbeCi= Cb e+(1 + gmRC) Cbc 圖 示 放 大 電 路 中 ， 已 知 UBEQ =0.7V， 0=65， rbb=100 ，Cbc=5pF， fT =100MH z， 試 估 算 該 電 路 的 中 頻 源 電 壓 增 益 、上 限 頻 率 、 下 限 頻 率 和 通 頻 帶 ， 并 畫 出 漸 近 波 特 圖 。解 ： 1. 求 三 極 管 混 合 型 等 效 電 路 參 數(shù)mA 03.0mA310 7.010 B BEQCCBQ RUVI 1.95mAmA03.065 BQ0QC II 8.05VV)195.110(CCQCCCEQ RIVU可 見 放 大 電 路 工 作 點(diǎn) 合 適 ， 故 可 求 得 86703.026)1( QBTEQT0eb IUIUr S075.0S2695.1 TEQm UIg 114pF5pF-F101002 075.0 2 6cbTmeb CfgC 例 5.2.1 例 5.2.1 解 續(xù) ：2. 求 中 頻 源 電 壓 增 益 中 頻 段 小 信 號 等 效 電 路7.55867100200 100065 ebbbS C0.s.o.sm rrR RUUAu dB35dB 7.55lg20lg20 sm. uA 例 5.2.1 解 續(xù) ：3. 求 上 限 、 下 限 頻 率 及 通 頻 帶RS = (RS + r bb )/rbe= 223Ci = Cbe + CM= Cb e+(1 + gmRC) Cbc=494pF 1.45MH z2 1 iSH CRf 例 5.2.1 解 續(xù) ：3. 求 上 限 、 下 限 頻 率 及 通 頻 帶RS = (RS + r bb )/rbe= 223Ci = Cbe + CM= Cb e+(1 + gmRC) Cbc=494pF 1.45MH z2 1 iSH CRf H z41)(2 1 beSL CrRf MH z45.1HLH fffBW 例 5.2.1 解 續(xù) ：4. 作 放 大 電 路 的 漸 近 波 特 圖 幅 頻 特 性 lgf L=lg41=1.61 lgfH =lg1.45106=6.61 35dB 例 5.2.1 解 續(xù) ：4. 作 放 大 電 路 的 漸 近 波 特 圖 幅 頻 特 性+20dB/十 倍 頻 -20dB/十 倍 頻 0.1f L 15dB 10fH 例 5.2.1 解 續(xù) ：4. 作 放 大 電 路 的 漸 近 波 特 圖 幅 頻 特 性+20dB/十 倍 頻 -20dB/十 倍 頻 相 頻 特 性-45 /十 倍 頻 -45 /十 倍 頻 解 ：補(bǔ) 例 已 知 某 放 大 器 的 幅 頻 特 性 如 圖 所 示 。 試 求 該 放 大 器 的中 頻 增 益 、 fH 、 fL及 通 頻 帶 BW。 若 輸 入 信 號ui=5sin(2 107t)+10sin(2 105t)+20sin(2 103t)mV， 說 明 輸 出 有 無 頻 率 失 真 ？ 由 圖 可 得 中 頻 增 益 為 60dB， 即 1000倍 fH =106H z fL=100H z BW=fH fL=（ 106 102） H z 106H z 由 于 輸 入 信 號 由 頻 率 為 107H z、 105H z、 103H z的 正 弦 波 疊 加 而 成 ，其 中 頻 率 107H z已 在 通 頻 帶 以 外 ， 所 以 輸 出 信 號 會 產(chǎn) 生 頻 率 失 真 。 作 業(yè) ： 5.2.3 多級放大電路的頻率響應(yīng) iikkuu ffffAA HLsm. s j1 1j1 1 存 在 多 個 耦 合 電 容 和 旁 路 電 容 ， 故 低 頻 段 等 效 電 路 中 含有 多 個 高 通 電 路 ， 因 而 存 在 多 個 低 頻 轉(zhuǎn) 折 點(diǎn) 頻 率 ； 存 在 多 個 三 極 管 的 等 效 結(jié) 電 容 ， 故 高 頻 段 等 效 電 路 中 含有 多 個 低 通 電 路 ， 因 而 存 在 多 個 高 頻 轉(zhuǎn) 折 點(diǎn) 頻 率 。 轉(zhuǎn) 折 點(diǎn) 頻 率 值 由 相 應(yīng) 電 容 所 在 回 路 的 時 間 常 數(shù) 決 定 。 多 級 放 大 電 路 截 止 頻 率 的 計(jì) 算 2L2L22L1L .1.1 kffff 2H2H 22H 1H 1.111.11 iffff 若 某 一 級 的 下 限 頻 率 遠(yuǎn) 高 于 其 它 各 級 的 下 限 頻 率 （ 工 程上 大 于 5倍 即 可 ） ， 則 該 下 限 頻 率 為 主 極 點(diǎn) 頻 率 ， 電 路 的下 限 頻 率 近 似 等 于 該 主 極 點(diǎn) 頻 率 ； 同 理 ， 若 某 一 級 的 上 限 頻率 遠(yuǎn) 低 于 其 它 各 級 的 上 限 頻 率 （ 低 于 5倍 即 可 ） ， 則 該 上 限頻 率 為 主 極 點(diǎn) 頻 率 ， 電 路 上 限 頻 率 近 似 等 于 該 主 極 點(diǎn) 頻 率 。 解 ：補(bǔ) 例 畫 出 函 數(shù) 的 幅 頻特 性 漸 近 波 特 圖 ， 并 求 上 限 頻 率 、 下 限 頻 率 、 通 頻 帶 。)10j1)(10j1)(100j1)(10j1( 1000 75. ffffAu f / HzO Au / dB. 20 dB/十 倍 頻 20 dB/十 倍 頻40 dB/十 倍 頻 40 dB/十 倍 頻f L100H z BW fH 105H z-20604020 10 102 103 105 106 107104 108 *討 論 為 什 么 多 級 放 大 電 路 的 通 頻 帶 不 會 大 于 構(gòu) 成 它 的 任 一 單級 電 路 的 頻 帶 ？答 ： 由 于 多 級 放 大 電 路 總 的 對 數(shù) 增 益 等 于 各 級 電 路 對 數(shù) 增 益的 代 數(shù) 和 ， 而 各 單 級 電 路 在 其 上 、 下 限 頻 率 處 對 數(shù) 增 益 均 下降 了 3dB， 因 此 在 各 單 級 上 、 下 限 頻 率 處 ， 多 級 放 大 電 路 總 對數(shù) 增 益 的 下 降 不 可 能 小 于 3dB， 即 總 對 數(shù) 增 益 下 降 3dB所 對 應(yīng)的 f L 將 上 移 ， fH 將 下 移 ， 所 以 多 級 放 大 電 路 的 頻 帶 寬 度 不 會大 于 構(gòu) 成 它 的 任 一 單 級 電 路 的 頻 帶 。 1. 理 解 三 極 管 的 混 合 型 高 頻 等 效 電 路 及 頻 率 參 數(shù) 。2. 理 解 單 管 共 發(fā) 射 極 放 大 電 路 頻 率 響 應(yīng) 的 分 析 方 法 ， 理 解 其 波 特 圖 特 點(diǎn) 。3. 了 解 多 級 放 大 電 路 的 頻 率 響 應(yīng) 。主要要求：三 極 管 的 混 合 型 高 頻 等 效 電 路 和 特 征 頻 率 。重點(diǎn)：