47放大电路的频率响应P课件.ppt

1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础本章内容本章内容 4.1 BJT 4.2 基本共射极放大电路基本共射极放大电路 4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 4.4 放大电路静态工作点的稳定问题放大电路静态工作点的稳定问题 4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路共集电极放大电路和共基极放大电路 4.6 组合放大电路组合放大电路 4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础本章要求本章要求 1

2、.了解了解双极结型三极管双极结型三极管(BJT)的结构、工作原理、的结构、工作原理、温温度对参数及特性的影响度对参数及特性的影响，掌握掌握其符号、电流关系、特性曲其符号、电流关系、特性曲线、参数、使用和应用，三种工作状态线、参数、使用和应用，三种工作状态(区区)的条件、特点的条件、特点和判断。和判断。2.掌握掌握基本共射极放大电路的组成、基本共射极放大电路的组成、工作工作原理、静态原理、静态分析分析和动态分析。和动态分析。3.熟悉熟悉放大电路的图解分析法、放大电路的图解分析法、静态工作点对波形失静态工作点对波形失真的影响真的影响，掌握掌握基本共射极放大电路的动态分析、性能特基本共射极放大电路的

3、动态分析、性能特点和用途。点和用途。4.了解了解温度对静态工作点的影响，温度对静态工作点的影响，熟悉熟悉稳定静态工作稳定静态工作点的措施，点的措施，掌握掌握基极分压式射极偏置放大电路的组成、工基极分压式射极偏置放大电路的组成、工下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础 5.掌握掌握共集电极放大电路和共基极放大电路的组成、共集电极放大电路和共基极放大电路的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。6.熟悉熟悉组合放大电路的特点及分析方法、复合管的特组合放大电路的特

4、点及分析方法、复合管的特点和判断。点和判断。7.了解了解放大电路的频率响应，放大电路的频率响应，幅度失真、相位失真、幅度失真、相位失真、频率失真、线性失真、产生频率响应的原因、上限频率、频率失真、线性失真、产生频率响应的原因、上限频率、下限频率、通频带下限频率、通频带。作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础重点难点重点难点 重点：重点：双极结型三极管双极结型三极管(BJT)的符号、电流关系、特的符号、电流关系、特性曲线、参数、使用

5、和应用；性曲线、参数、使用和应用；三种三种基本放大电路基本放大电路(共射、共射、共集和共基共集和共基)的的组成、工作原理、静态分析组成、工作原理、静态分析(估算法估算法)、动、动态分析态分析(小信号模型分析法小信号模型分析法)、性能特点和用途；、性能特点和用途；稳定静态稳定静态工作点工作点的措施，的措施，基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路的组成、工作原的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点理、静态分析、动态分析、性能特点和用途和用途。难点：难点：双极结型三极管双极结型三极管(BJT)的工作原理的工作原理和特性曲线和特性曲线,放大电路的放大电路的工作原理、工作原理、静态分析静态

6、分析(图解分析法、图解分析法、估算法估算法)和和动态分析动态分析(图解分析法、图解分析法、小信号模型分析法小信号模型分析法)，放大电路的放大电路的频率响应。频率响应。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应本节内容本节内容 本节只作定性分析本节只作定性分析 4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因 1.中频段频率响应中频段频率响应 2.低频段频率响应低频段频率响应 3.高频段频率响应高频段频率响应 4.产生频率响应的原因产生频率响应的原因 4.7.A 频率响应的概念频率响应的概念 1.频率响应频率响应 2.幅频响应和相频响应

7、幅频响应和相频响应 3.上限频率和下限频率上限频率和下限频率 4.通频带通频带(带宽带宽)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 4.7.C 线性失真线性失真 1.幅度失真幅度失真 2.相位失真相位失真 3.频率失真频率失真 4.线性与非线性失真的区别线性与非线性失真的区别 4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数 1.BJT的高频小信号模型的高频小信号模型 2.BJT高频小信号模型中元件参数值的获得高频小信号模型中元件参数值的获得 3.BJT的频率参数的频率参数 4.7.D 放大电路的频率响应放大电

8、路的频率响应 1.几个上限频率的比较几个上限频率的比较 2.扩展上限频率的方法扩展上限频率的方法下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 3.增益增益-带宽积带宽积 4.多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 4.7.E 研究频率响应的必要性研究频率响应的必要性 为什么要研究频率响应？为什么要研究频率响应？下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应本节要求本节要求 1.熟悉熟悉频率响应的有关概念。频率响应的有关概念。2.熟悉熟悉产生频率响应的原因。产生频率响应的原因。

9、3.熟悉熟悉线性失真的有关概念。线性失真的有关概念。4.了解了解BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数 5.熟悉熟悉基本、多级放大电路的频率响应基本、多级放大电路的频率响应 6.了解了解研究频率响应的必要性研究频率响应的必要性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.A 频率响应的概念频率响应的概念频率响应是什么？频率响应是什么？1.频率响应频率响应 2.幅频响应和相频响应幅频响应和相频响应 3.上限频率和下限频率上限频率和下限频率 4.通频带通频带(带宽带宽)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页由于存由于存在在电抗电抗性元件性

10、元件(C、L)，其电抗随频率变化而变化，其电抗随频率变化而变化,当输入信号频率过低或过高时，放大倍数会当输入信号频率过低或过高时，放大倍数会减小减小，同时产，同时产生超前或滞后的生超前或滞后的相移相移。因此放大电路对不同。因此放大电路对不同频率的输入信频率的输入信号的号的放大能力放大能力不同，其不同，其大小大小和和相位相位随频率变化而变化。随频率变化而变化。4.7.A 频率响应的概念频率响应的概念1.频率响应频率响应 频率响应频率响应(频率特性频率特性)：放大电路的电压放大倍数与正：放大电路的电压放大倍数与正弦输入信号的频率的函数关系。弦输入信号的频率的函数关系。一般来说，电压放大倍数是一般来

11、说，电压放大倍数是复数复数。实际输入信号包含实际输入信号包含很多频率很多频率成分，具有一定的成分，具有一定的频率范频率范围围，如音频信号为，如音频信号为 20Hz 20kHz，视频信号为，视频信号为 0 4.5MHz，调频调频(FM)广播信号为广播信号为 88 108MHz。在放大电路中。在放大电路中 Av=Av(f)=Av ej =Av(f)ej (f)=Av(f)(f).下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 中频区中频区放大倍数放大倍数与信号频率与信号频率无关无关。2.幅频响应和相频响应幅频响应和相频响应(1)幅频响应幅频响应 0 3dB 20lg|AV|/dB 带宽

12、带宽 2 20 40 60 20 2 102 2 103 2 104 f/Hz fL fH 电压放大倍数的电压放大倍数的幅值幅值|Av|与与频率频率 f 的函数关系，即的函数关系，即输输入电压幅度固定时，输出电压的幅度随频率变化的规律。入电压幅度固定时，输出电压的幅度随频率变化的规律。也称为幅频特性。也称为幅频特性。中频区中频区4.7.A 频率响应的概念频率响应的概念 低频区低频区放大倍数放大倍数降低降低。高频区高频区放大倍数放大倍数降低降低。低频区低频区高频区高频区呈现带通特性呈现带通特性 Av =Av(f).下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.A 频率响应的概

13、念频率响应的概念(2)相频响应相频响应 电压放大倍数的电压放大倍数的相位相位 与与频率频率 f 的函数关系，的函数关系，即输出即输出电压与输入电压之间电压与输入电压之间相位差相位差随频率变化而变化的规律。随频率变化而变化的规律。也也称为称为相相频特性。频特性。=(f)中频区中频区相位相位与信与信号频率号频率无关无关。低频区低频区产生产生正正的的(超前超前)附加相位移。附加相位移。高频区高频区产生产生负负的的(滞后滞后)附加相位移。附加相位移。fL fH f90 180 270 135225中频区中频区低低频频区区高高频频区区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 Po=V

14、2o/R=(V 2oM/2)/R=PoM/2，对应的两个点，对应的两个点称为称为半功率点半功率点高高(上上)半功率点半功率点、低低(下下)半功率点半功率点。4.7.A 频率响应的概念频率响应的概念3.上限频率和下限频率上限频率和下限频率中频中频 放大器放大的信号不同，放大器放大的信号不同，最大容许值有所不同。最大容许值有所不同。声声或或光的功率光的功率变化不超过变化不超过一倍时，不会造成听觉或一倍时，不会造成听觉或2MvAfL MvAf0vAMM0.7072vvvAAA当当fH 即即 时时3dB20lg20lgMvvAA视觉视觉明显的变化明显的变化。因此，。因此，确定一个确定一个半功率点半功率

15、点作为放作为放大倍数下降的大倍数下降的最大容许值最大容许值。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.A 频率响应的概念频率响应的概念4.通频带通频带(带宽带宽)高频高频区区低频低频区区通频带通频带 fL 2MvvAA 当当 时时的输入信号频率称为的输入信号频率称为下限下限(截止截止)频率频率 f L。fH 中频中频区区2MvAMvAf0vA 在在高频区高频区：当当 时时的输入信号频率称为的输入信号频率称为上限上限(截止截止)频率频率 f H。2MvvAA 上限频率上限频率 f H 和下限频率和下限频率 f L 之差。之差。BW=f H f L f H 上限频率上限频率

16、 f H 和下限频率和下限频率 f L(通频带通频带)反映了放大电路对反映了放大电路对不同频率信号的适应能力不同频率信号的适应能力。在在低频区低频区：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.A 频率响应的概念频率响应的概念 微波微波接力通信设备中的接力通信设备中的中频放大器中频放大器，在信号占据的，在信号占据的频频率范围率范围70MHz6MHz内，放大倍数的幅值变化只容许内，放大倍数的幅值变化只容许百分之百分之几几，相频特性容许的时延差不得超过，相频特性容许的时延差不得超过1nS。例如：例如：音频放大电路音频放大电路的的下限频率下限频率fL=20Hz，上上限频率限频率

17、f H=20kHz，则，则通通频带频带BW=f H-f L=20kHz-20Hz=19.980kHzf H=20kHz。0 3dB 20lg|AV|/dB 带宽带宽 2 20 40 60 20 2 102 2 103 2 104 f/Hz fL fH 不同信号的放大电路不同信号的放大电路对上限频率对上限频率fH和下限频率和下限频率fL(通频带通频带)的要求不同。的要求不同。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 需要放大的输入需要放大的输入信号的频率成分为信号的频率成分为100Hz10kHz，那么放大电路，那么放大电路的通频带应如何选择？的通频带应如何选择？4.7.A 频率

18、响应的概念频率响应的概念例例1中频中频区区2MvAMvAf0vA低频低频区区高频高频区区通频带通频带 fL fH 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因产生频率响应有哪些原因？产生频率响应有哪些原因？1.中频段频率响应中频段频率响应 2.低频段频率响应低频段频率响应 3.高频段频率响应高频段频率响应 4.产生频率响应的原因产生频率响应的原因下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 阻容耦合放大电路由于存在耦合电容、旁路电容及三阻容耦合放大电路由于存在耦合电容、旁路电容及三极管的结电容、接线的分布电容等，其容抗

19、随频率变化，极管的结电容、接线的分布电容等，其容抗随频率变化，信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和相位将发生变化，幅值和相位将发生变化，因此放大电路对不同频率的输入因此放大电路对不同频率的输入信号的信号的放大能力放大能力不同，其不同，其大小和相位大小和相位随频率变化而变化随频率变化而变化。4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因 耦合电容耦合电容、旁路电容旁路电容很大很大(F)，对中频对中频和和高频容抗很高频容抗很小，可看作短路；对低频容抗较大，不能看作短路。小，可看作短路；对低频容抗较大，不能看作短路。极间电容极间

20、电容、分布电容分布电容很小很小(pF)，对中频对中频和和低频容抗很低频容抗很大，可看作开路；对高频容抗较小，不能看作开路。大，可看作开路；对高频容抗较小，不能看作开路。低频低频 中频中频 高频高频 耦合耦合、旁路电容旁路电容 不短路不短路 短路短路 短路短路 极间极间、分布电容分布电容 开路开路 开路开路 不开路不开路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因Rb1RcCb1Cb2Rb2CeReRL+VCCvivo+RSvS+放大电路全频段等效电路放大电路全频段等效电路Cbc极间电容极间电容Cbe极间电容极间电容Ci分布电容分布电

21、容 Co分布电容分布电容下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因1.中频段频率响应中频段频率响应 耦合电容耦合电容和旁路电容较和旁路电容较大大,对中频段对中频段信号的信号的容抗很容抗很小小，视作短路视作短路。三极管极三极管极间电容和导线间电容和导线分布电容很小分布电容很小,对中频段信号对中频段信号的的容抗很大容抗很大,视作开路视作开路。vS+Rb1RcCb1Cb2Rb2CeReRL+VCCvivo+RSCi分布电容分布电容 Co分布电容分布电容Cbc极间电容极间电容Cbe极间电容极间电容下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回

22、返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因RLRb2+iCibieiiRb1RCiRb1iRb2Revivo+RSvS+交流通路交流通路 小信号等效电路小信号等效电路 中频段电容中频段电容不影响不影响交交流信号传送，放大电路的流信号传送，放大电路的放大倍数与信号频率放大倍数与信号频率无关无关(前面讨论的在中频段前面讨论的在中频段)。e)(e)c(1/bLRRRArv下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因2.低频段频率响应低频段频率响应 极间电容极间电容和分布电容和分布电容容容抗比中频段还抗比中频段还大大，

23、视作开路视作开路。vS+Rb1RcCb1Cb2Rb2CeReRL+VCCvivo+RS 耦合电容耦合电容和旁路电容对和旁路电容对低低频段信号的频段信号的容抗较大容抗较大，不不能视作短路能视作短路。Cbc极间电容极间电容Cbe极间电容极间电容Ci分布电容分布电容 Co分布电容分布电容 交流通路：交流通路：等效电路等效电路：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因 耦合电容耦合电容 C b1和旁路电容和旁路电容 C e 的的容抗较大，产生容抗较大，产生分分压压，使三极管输入，使三极管输入端的电压端的电压 Vbe 比输比输 在低频段放

24、大倍数降低和相位移在低频段放大倍数降低和相位移超超前的主要原因是前的主要原因是耦耦合电容合电容和发射极和发射极旁路电容旁路电容分压分压的影响。的影响。入信号入信号Vi 要要小，小，Ib和和Ic跟着跟着减小减小；耦耦合电容合电容 Cb2 产生分产生分压，使输出电压压，使输出电压Vo减小减小，故放大倍数降低，并使故放大倍数降低，并使vo产生超前的相位移。产生超前的相位移。+-vivbe+-下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因3.高频段频率响应高频段频率响应vS+Rb1RcCb1Cb2Rb2CeReRL+VCCvivo+RSCbc

25、极间电容极间电容Cbe极间电容极间电容Ci分布电容分布电容 Co分布电容分布电容 耦合电容耦合电容和旁路电容的和旁路电容的容抗容抗比中频段比中频段还小还小，视作短视作短路路。极间电容极间电容和分布电容的和分布电容的容抗比中频段容抗比中频段小小，不能视作不能视作开路开路。等效电路等效电路：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因 在高频段在高频段极极间电容间电容和和分布电分布电容容的容抗减小，的容抗减小，产生产生分分流流，使动使动 在高频段放大倍数降低和相位移滞后的主要原因是三在高频段放大倍数降低和相位移滞后的主要原因是三极管的极

26、管的极间电容极间电容和接线的和接线的分布电容分布电容分流分流、三极管的三极管的电流放电流放大系数大系数下降下降的影响。的影响。态信态信号损失号损失并产并产生滞后的相位移生滞后的相位移。高频时高频时三极管的三极管的电流放大系数电流放大系数 也也下降下降(见见4.7.2)，使输出电压减小也产生滞后的相位移。，使输出电压减小也产生滞后的相位移。Ci分布电容分布电容 Co分布电容分布电容下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.B 产生频率响应的原因产生频率响应的原因4.产生频率响应的原因产生频率响应的原因低频低频 中频中频 高频高频 耦合耦合、旁路电容旁路电容 不短路不短路

27、短路短路 短路短路 极间极间、分布电容分布电容 开路开路 开路开路 不开路不开路 电流放大系数电流放大系数 常数常数 常数常数 下降下降 极间极间、分分布布 电容电容，电流电流 放大系数放大系数 产生频率响应原因产生频率响应原因耦合耦合、旁路旁路 电容电容无关无关下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.C 频率失真频率失真频率失真是什么？频率失真是什么？1.幅度失真幅度失真 2.相位失真相位失真 3.频率失真频率失真 4.线性与非线性失真的区别线性与非线性失真的区别下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.C 频率失真频率失真1.幅度失真幅度失

28、真 放大电路的幅频特性放大电路的幅频特性破坏了输入信号各分量间破坏了输入信号各分量间的相对幅度关系，对输入的相对幅度关系，对输入0tvi0tvo 设输入信号由基波和设输入信号由基波和二次谐波组成，二次谐波组成，基波放大基波放大倍数大些倍数大些，波形如右图。，波形如右图。基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号基波基波输出信号输出信号二次谐波二次谐波信号的不同频率成分信号的不同频率成分放大放大倍数不一样倍数不一样，幅频特性，幅频特性偏偏离离中频值，使输出信号波中频值，使输出信号波形产生形产生变形变形。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.C 频率失真频率失真2.相位失

29、真相位失真 放大电路的相频特性放大电路的相频特性破坏了输入信号各分量间破坏了输入信号各分量间的相对相位关系，对输入的相对相位关系，对输入 设输入信号由基波和设输入信号由基波和二次谐波组成，二次谐波组成，二次谐波二次谐波相位滞后相位滞后些，波形如右图。些，波形如右图。信号的不同频率成分信号的不同频率成分相位相位移移(延迟时间延迟时间)不一样不一样，相，相频特性频特性偏离偏离中频值，使输中频值，使输出信号波形产生出信号波形产生变形变形。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 放大电路的频率特性放大电路的频率特性表示对不同频率信号的传表示对不同频率信号的传输特性，当输入信号为含输

30、特性，当输入信号为含有多个频率分量有多个频率分量的非正弦的非正弦4.7.C 频率失真频率失真3.频率失真频率失真 幅度失真和相位失真几乎同时发生，都与放大电路的幅度失真和相位失真几乎同时发生，都与放大电路的频率特性有关，故合称为频率特性有关，故合称为频率失真频率失真。中频中频2MvAMvAf0vA低频低频高频高频通频带通频带 fL fH 信号时，若频率信号时，若频率超出通频超出通频带带范围，非理想的频率特范围，非理想的频率特性使输出信号波形失真。性使输出信号波形失真。幅度失真和相位失真都是由于线性电抗元件引起的，幅度失真和相位失真都是由于线性电抗元件引起的，又称为又称为线性失真线性失真。下一页

31、下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 线性失真和非线性失真线性失真和非线性失真都会导致输出信号波形都会导致输出信号波形失真失真。4.7.C 频率失真频率失真4.线性与非线性失真的区别线性与非线性失真的区别 线性线性失真是由失真是由线性线性电抗电抗元件引起的，元件引起的，不产生不产生输入信输入信号中没有的频率分量。号中没有的频率分量。非线非线性性失真是由失真是由非线性非线性元件引起元件引起的，必然的，必然产生产生新的频率分量。新的频率分量。vo t0设设vi=Vim1 Sin1t+Vim2 Sin2t线性线性失真：失真：vo=Av1Vim1 Sin1t+Av2Vim2 Sin2t

32、非非线性线性失真：失真：vo=A1(Vim1 Sin1t)2+Av2Vim2 Sin2t=A1V 2im1(1-Cos21t)/2+Av2Vim2 Sin2tt0vo下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 若放大电路通频若放大电路通频带带(如如200Hz15kHz)比比输入信号频率范围窄输入信号频率范围窄(如如20 Hz20 kHz)，那么输，那么输出信号将发生什么变化？出信号将发生什么变化？4.7.C 频率失真频率失真例例2中频中频2MvAMvAf0vA低频低频高频高频通频带通频带 fL fH 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的

33、高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数 1.BJT的高频小信号模型的高频小信号模型 2.BJT高频小信号模型中元件参数值的获得高频小信号模型中元件参数值的获得 3.BJT的频率参数的频率参数高频时三极管的高频小信号模型是怎样的？高频时三极管的高频小信号模型是怎样的？下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页rererc rc集电区体电阻集电区体电阻,很很小，几小，几，忽略忽略。4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数1.BJT的高频小信号模型的高频小信号模型(1)模型的引出模型的引出 4.3.2节讨论的节讨论的H H参数小信号模型参数小

34、信号模型是是低频低频小信号模型小信号模型，高频高频时需要考虑时需要考虑结电容结电容的影响的影响 。rbb基区体电阻基区体电阻，约，约几十几十几百几百。b 基区内基区内假想假想的点的点c 集电区内集电区内假想假想的点的点e 发射区内发射区内假想假想的点的点 rbc集电结反偏电阻集电结反偏电阻，下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数rererc re发射结发射结正偏正偏电电阻，阻，re=VT/IEQ=26mA/IEQ Cbc集电结电容集电结电容，几几十十几百几百pF。Cbe发射结电容，发射结电容，几几十十pF

35、。re发射区体电阻发射区体电阻，很很小，几小，几，忽略忽略。很大，约很大，约100k 10M。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数(2)高频小信号模型高频小信号模型(混合混合 模型模型)rbcrbc100k 10M。(mA)(mV)26)(1)(1EQbeeIrr?rbe发射结电阻发射结电阻re折算折算到基极回路的电阻到基极回路的电阻。因为因为Ib、Ic、与频率有关与频率有关，又存在又存在Cbc、Cbe，使使Ic不完全受不完全受Ib控制控制，而晶体管的受控电流源与而晶体管的受控电流源与发射结电压发射结电

36、压Vbe呈呈线性线性关系，关系，与频率与频率无关无关。引入引入互导互导 gm=Ic/Vbe，反，反映映发射结电压发射结电压对受控电流源的控制能力，约几十对受控电流源的控制能力，约几十mS。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数(3)简化模型简化模型 高频时高频时集电结反偏集电结反偏电阻电阻rbc集电结电容集电结电容容抗容抗1/Cbc，忽略，忽略rbc。输出电阻输出电阻rce负负载载电阻电阻RL，忽略忽略rce。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频

37、率参数的高频小信号模型及频率参数2.BJT高频小信号模型中元件参数值的获得高频小信号模型中元件参数值的获得(1)混合混合 低频低频模型模型 低频低频时，忽略时，忽略集电集电结电容结电容Cbc和和发射结电发射结电容容Cbe，视作开路视作开路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数(2)元件参数值的获得元件参数值的获得 低频时，混合低频时，混合 模型模型与与H H参数参数模型模型等价等价，可从，可从H参数参数模模型得到型得到混合混合 模型一些参数。模型一些参数。基区体电阻基区体电阻rbb 查手册，查手册，rb

38、b=几十几十几百几百。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数 发射结电阻发射结电阻re折算折算到基极回路的电阻到基极回路的电阻rbe(mA)(mV)26)(1)(1EQ00bbbbeeeIrrrr?0为为低频低频时的时的，元件手册所给的，元件手册所给的就是就是0。0反映了三极管内部对流经反映了三极管内部对流经rbe的电流的放大作用。的电流的放大作用。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数26(mV)(mA)1)(1E

39、QTEQ00b0meeeIVIgrrr 互导互导(跨导跨导)gm gm是与频率无关的是与频率无关的0与与rbe之比之比，本身也本身也与频率无关与频率无关。Ic=gmVbe=0Ib,Vbe=Ibrbe gmIbrbe=0Ib下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数 集电结电容集电结电容Cbc 查手册的查手册的Cob(接成接成共基且射极开路时集共基且射极开路时集基极间的结电容基极间的结电容)。CbcCob 发射结电容发射结电容Cbe 查手册的查手册的 fT(特征特征频率，频率，=1时时的频率的频率)。Tb2em

40、fgC见见P164式式(4.7.21c)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数ecebbb)(21rCCf20 eceece1ebbbbbbb2g)C(2g)(2g1mmm020TCCCCfffrr3.BJT的频率参数的频率参数(1)共射极截止频率共射极截止频率f(2)特征频率特征频率fT=1时的时的频率频率时的时的频率频率3dB220lg下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数(3)共基极截止频率共基极截止频率ff(

41、1 0)f f fT 20时的时的频率频率f fT fHb(几百几百MHz)fHe(几几MHz)。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.D 放大电路的频率响应放大电路的频率响应2.扩展通频带的方法扩展通频带的方法(1)改善低频响应改善低频响应 选用选用截止频率截止频率fT高高的晶体管。的晶体管。采用采用合适的信号源合适的信号源，充分发挥管子的高频性能。，充分发挥管子的高频性能。共基电路共基电路采用电流源，采用电流源，共射、共集电路共射、共集电路采用电压源激励。采用电压源激励。采用采用组合电路组合电路。将各种性能不同的电路级联成组。将各种性能不同的电路级联成组合电路，

42、发挥各自的特点，可有效地提高上限频率。合电路，发挥各自的特点，可有效地提高上限频率。引入引入负反馈负反馈。将上限频率提高到原来的将上限频率提高到原来的(1+AMF)倍，下限频率降低到原来的倍，下限频率降低到原来的1/(1+AMF)(见见7.7.1节节)。增大增大耦合电容耦合电容及及回路电阻回路电阻(作用有限作用有限)。采用采用直接耦合直接耦合(此时此时fL=0)。(2)改善高频响应改善高频响应下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.D 放大电路的频率响应放大电路的频率响应3.增益增益-带宽积带宽积 以共射电路为例。以共射电路为例。增益增益-带宽积带宽积不是频率的函数。

43、当管子和电路参数确不是频率的函数。当管子和电路参数确定后，定后，带宽增益积基本为一个常数带宽增益积基本为一个常数。增益和带宽是增益和带宽是矛盾矛盾，增益增大多少倍，带宽就变窄多增益增大多少倍，带宽就变窄多少倍。少倍。常把增益常把增益-带宽积作为放大电路的带宽积作为放大电路的重要重要性能性能指标指标。ceceeeeeebLbbbLbLbbbbbbbbbbbLHVSMVSMmmmmg12gg1/21/gsssCRCRRCRCRRRRRRfABWArrrrrrr下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页时时两级两级的增益为的增益为 ，即即两级带宽小于单级带宽。两级带宽小于单级带宽。单

44、级单级的上下的上下限频率限频率fH1、fL1处每级的增益为处每级的增益为 ，此，此4.7.D 放大电路的频率响应放大电路的频率响应4.多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 多级放大电路的通频带比组成它的任何一级多级放大电路的通频带比组成它的任何一级的通频带的通频带都要窄。都要窄。以增益和频带均相同的两级以增益和频带均相同的两级放大电路为例放大电路为例。2M1VAM122M10.52VVAA单级单级两级两级fHfL1 f或或时时，每级每级Av都下降都下降，总总Av下降得更快下降得更快。BW1 BW下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.E 研究频率响应的必要性研

45、究频率响应的必要性为什么要研究频率响应为什么要研究频率响应?频率响应描述了放大频率响应描述了放大电路对电路对不同频率不同频率信号的信号的适适应能力应能力。fL fH f90 180 270 135225中频区中频区低低频频区区高高频频区区0 信号频率升高时由于信号频率升高时由于极间电容极间电容、分布电容分布电容和和电电流放大系数流放大系数的影响使的影响使放大放大倍数降低和相位移滞后倍数降低和相位移滞后。信号频率下降时由于信号频率下降时由于耦合电容耦合电容和发射极和发射极旁路电旁路电容容的影响使放大倍数降低的影响使放大倍数降低和相位移超前。和相位移超前。中频中频区区2MvAMvAf0vA低低频频

46、区区高高频频区区通频带通频带 fL fH 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7.E 研究频率响应的必要性研究频率响应的必要性 因此放大电路对不同因此放大电路对不同频率的输入信号频率的输入信号放大能力放大能力不同，不同，放大倍数的放大倍数的大小大小和和相位相位随频率变化。每个放大电路都有一随频率变化。每个放大电路都有一个确定的个确定的通频带通频带，而输入信号往往含有很多频率分量，若，而输入信号往往含有很多频率分量，若频率频率超出超出通频带范围输出信号波形就会通频带范围输出信号波形就会失真失真。的频率范围。别的频率范围。别盲目盲目追求宽频带，追求宽频带，大于大于输入信号

47、的频率范输入信号的频率范围并留有围并留有适当裕量适当裕量即可，这还有利于即可，这还有利于抑制外部干扰抑制外部干扰。通频。通频带过高使带过高使电路复杂电路复杂，成本高成本高，降低增益降低增益，易受干扰易受干扰。设计设计放大电路时需先知道放大电路时需先知道输入信号的频率范围输入信号的频率范围，使放，使放大电路的通频带大电路的通频带大于大于输入信号的频率范围。输入信号的频率范围。使用使用放大电路放大电路时要先查时要先查资料资料或或实测实测，确认，确认通频带通频带，即能放大的输入信号，即能放大的输入信号 选用选用电子仪表仪器时，其通频带需电子仪表仪器时，其通频带需大于大于被测信号的频被测信号的频率范围

48、，否则产生率范围，否则产生失真失真，误差误差增大。增大。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应本节小结本节小结 1.频率响应频率响应、幅频响应和相、幅频响应和相 频频 响应、响应、上限上限 频频 率和下限率和下限频率、通频带频率、通频带(带宽带宽)。2.中频段、低频段、高频段中频段、低频段、高频段产生频率响应的原因产生频率响应的原因。3.幅度失幅度失 真、相位失真、相位失 真、真、频频 率率 失真失真、线性、线性失真、失真、线性线性失真与非失真与非线性线性失真的区别。失真的区别。4.BJT的的高频小信号模高频小信号模 型型、BJT高频小信号模高频小信号模 型中元型中元件参数值的获得、件参数值的获得、BJT的频率参数的频率参数 f、fT、f。5.共射截共射截 止止 频频 率、共率、共 射电路上限射电路上限 频频 率、共基电路上率、共基电路上限频率、共集电路上限频率等几个限频率、共集电路上限频率等几个上限频率上限频率比较，比较，扩展扩展通通频带频带的方法、的方法、增益增益-带宽积带宽积、多级多级放大电路的频率响应。放大电路的频率响应。6.放大电路通频带与输入信号频率范围要放大电路通频带与输入信号频率范围要相适应相适应。