第5章 放大电路的频率响应(2)

' '
UT—温度的电压当量，常温时为 温度的电压当量，常温时为26mv。
( β 0 >> 1) 低频段晶体管电流放大倍数 β 0 I EQ ≈ 得到： 得到：g m = β 0 = g m ⋅ rb'e rb'e U T
5 - 2 - 12
5.4 单管放大电路的频率响应
在分析放大电路的频率响应时， 在分析放大电路的频率响应时，往往将输入信号的 频率范围分为高频、中频、低频段。 频率范围分为高频、中频、低频段。 中频段：极间电容X 视为开路；耦合电容X 中频段：极间电容 C大，视为开路；耦合电容 C小， 视为短路。分析电路时可以不考虑两种电容的影响 不考虑两种电容的影响。 视为短路。分析电路时可以不考虑两种电容的影响。 仍视为开路， 低频段：极间电容XC大，仍视为开路，可以不考虑 低频段：极间电容 其对电路的影响；但要考虑耦合电容的影响 考虑耦合电容的影响。 其对电路的影响；但要考虑耦合电容的影响。 高频段：主要考虑极间电容；而耦合、旁路电容， 高频段：主要考虑极间电容；而耦合、旁路电容，视 为短路,可以不考虑其对电路的影响 可以不考虑其对电路的影响。 为短路 可以不考虑其对电路的影响。
5-2-4
输出动态电压∆u 输出动态电压 O
Ad = −
β RC
2 rbe
≈ − 175
理想时A 理想时 C=0 则有输出动态电压: 则有输出动态电压 ∆uO=Ad ⅹuId=1750mV=1.75V.
5-2-5
内容回顾
一、高通电路
Au = 1 fL 1+ jf = f j fL f 1+ j fL
ω = 2π f
'
ω 如果令： 如果令： H
1 = = 2π f H ' RC π
1 ' 2π RC π
RCπ
是
C
' π
所在回路
的时间常数。 的时间常数。
则有： 则有： f = H
高频截止频率
A ush
5 - 2 - 26
f << f H 时： Au ≈ 1
1 2πRC
频率特性如图： 频率特性如图：
Aபைடு நூலகம் =
1 f 1+ j fH
5-2-9
高通、低通电路中的频率大小与回路中 高通、低通电路中的频率大小与回路中R、 1 C的大小有关。 的大小有关。 的大小有关 f = 2π RC 波特图
(a)高通电路波特图 (a)高通电路波特图
jω(RC + RL )C = Ausm ⋅ 1+ jω(RC + RL )C
5 - 2 - 20
jω ( RC + RL )C Ausl = Ausm ⋅ 1 + jω ( RC + RL )C
ω = 2π f
1 ω = 2π f L 如果令： L = 如果令： ( R C + R L )C
1 则有： 则有： f L = 2π ( RC + RL )C
Ui
_
单管共射放大电路的高频等效电路
R = rb'e // rbb + Rb // Rs
'
[
]
⋅ Ri Us = ⋅U i = ⋅ Us rbe rbe Ri + Rs '
⋅
rb 'e
⋅
rb'e
5 - 2 - 23
+ Ui _
因为b'--e间的电压 b'e 间的电压U 因为 间的电压 + 与输出电压U 的 与输出电压 O(或IC)的 Ub'e 关系没变， _ 关系没变，所以高频 电压放大倍数： 电压放大倍数：
A ul
RC RL (RC + RL ) β = − 1 r be 1 + jω ( R C + R L )C
=−
β RL '
rbe 1 +
1 1 jω ( R C + R L )C
=−
β RL '
rbe
jω ( R C + R L )C 1 + jω ( R C + R L )C
R Aum = −β rbe
Aush
rb'e rb'e U o U s' U b'e U o Ri ' = = ⋅ ' ⋅ Us = ⋅ Ui = ⋅ ⋅ Us U s U s U s U b 'e rbe rbe Ri + Rs
rb ' e Ri = ⋅ R s + R i r be 1 ' jω C π ' ⋅ ⋅ (− g m RL ) 1 R + ' jω C π
A ush
rb 'e Ri 1 ' = ⋅ ⋅ ⋅ ( − g m RL ) ' Rs + Ri r be 1 + jω RC π
5 - 2 - 24
Aush
rb 'e Ri 1 ' = ⋅ ⋅ ⋅ ( − g m RL ) ' Rs + Ri r be 1 + j ω RC π rb 'e Ri 1 ' = ⋅ ⋅ ( − g m RL ) ⋅ ' Rs + Ri r be 1 + j ω RC π
f << f H 时： Au ≈ 1
5-2-8
1 2π RC
当：
f >> f H
fH 表明f 增大10倍 降低10倍 表明 增大 倍，Au降低 倍。 Au ≈ f 时：
Au = 2 2
f = f H 时：
——相移趋于 相移趋于-90º 相移趋于 ——相移 相移-45º f H = 相移 ——相移 相移0º 相移
当： f >> f L
相移0º 相移 时： Au ≈ 1 ——相移 时：
2 Au = 2
f = fL
1 fL = ——相移 相移45º 相移 2π RC
f << f L
5-2-6
f 表明f 降低10， f 表明 降低 ， 时： Au ≈ （ f << 1 忽略） 忽略） L fL Au降低 倍。 降低10倍
低频截止频率
A usl = A usm
f j fL f 1+ j fL
5 - 2 - 21
A usl = A usm
f j fL f 1+ j fL
1 fL = 2π ( RC + RL )C
低频截止频率
5 - 2 - 22
3、高频电压放大倍数 Auh、 Aush 、
高频时考虑 C 'π 的 影响，耦合电容短路。 影响，耦合电容短路。 输入回路等效为： 输入回路等效为： +
26mV rbe = rbb' + (1 + β ) ≈ 5.18kΩ I EQ
Ad = −
β Rc
RW rbe + (1 + β ) 2
≈ − 97
Ri = 2rbe + (1 + β ) RW ≈ 20.5kΩ
5-2-3
3.7 电 路 如 图 所 示 , 晶 体 管 T1 、 T2 的 β=140 ， rbe=4k 试 问 : 若 输 入 直 流 信 号 uI1=20mV ， uI2=10mV，则电路的共模输入电压 IC=？差模输 ，则电路的共模输入电压u ？ 入电压u ？输出动态电压∆u ？ 入电压 Id=？输出动态电压 O =？ 根据题中已知条件： 解:根据题中已知条件： 根据题中已知条件 电路的共模输入电压: 电路的共模输入电压 uIC=(uI1+uI2)/2=15mV; 电路的差模输入电压: 电路的差模输入电压 uId= uI1-uI2=10mV.
b 'e
R C // ( R L
+
1 jω C
) ⋅
RL RL + 1 jω C
( r ' bb + rb ' e ) I b
RC RL RC RL ( RC + RL ) β β =− =− 1 rbe R + R + 1 rbe 1 + C L jω C jω ( RC + R L )C
5 - 2 - 18
模拟电子技术基础课件
信息学院基础电子教研室
5-2-1
3.6如图电路参数理想对称，晶体管的β均为 如图电路参数理想对称，晶体管的 均为 均为100，rbb’ 如图电路参数理想对称 ， =100Ω，UBEQ≈0.7。试计算 W滑动端在中点时 1管和 。试计算R 滑动端在中点时T Ω T2管的发射极静态电流 EQ，以及动态参数 d和Ri。 管的发射极静态电流I 以及动态参数A
'
单管共射放大电路的中频等效电路 ' // L b 'e C L
R = −β rbe
β = g m ⋅ rb e
5 - 2 - 16
2、低频电压放大倍数 Aul、 Ausl 、
低频时 C 'π 开 路，C保留 保留
单管共射放大电路的低频等效电路 1 R
+
g mU A ul UO = = − Ui
R C // ( R L be
5 - 2 - 13
根据耦合电容、 根据耦合电容、极间电容 对不同频率信号的作用， 对不同频率信号的作用，电路 进行动态分析时， 进行动态分析时，将对应不同 的等效电路。 的等效电路。 首先认识适应任何频率 信号的等效电路： 信号的等效电路：
5 - 2 - 14
适应任何频率信号的等效电路： 适应任何频率信号的等效电路：