高二物理竞赛：RC+低通电路的频率特性+课件

±450，得 “
|A•u |
1 0.707
线”。 20lg|A• u |/dB
0.1 1 10 100
0 –20
f
/ –
f3H
dB
0
fH
0 –45
–90
频率特性
–40
f
f
0 –45
fH
0.1 1 10
–90
波特图
– 20 dB/十倍频 f / fH
– 45/十倍频
A u
1 1 j
f
fH
当f 10 fH时
O
f
10 20 30 40 50 60
10 102 103 104 105 106 lg f
5. 4
单管放大电路的频率响应
AuH
Aum 1 j f
需分中、高、低三个频段分别求解
fH
AuL
Aum 1 j fL
f
只有一个输出耦合电容！
当f
10
f
时
H
当f
0.1
f
时
L
Au 20 lg
•

1
1
10 f
fH
H
2
20lg0.1 20
晶体管的混合π模型的简化
C C C
C C (1 K )C
单级阻容耦合放大器的频率特性 需分中、高、低三个频段分别求解
1. 中频特性 C 可视为短路
A u 1
极间电容可视为开路
RB1
RS
•
RB2
US
+VCC
RC
C
+
V RL
fL
2
1
RC
RL
C
Ausl
Ausm 1 ( f L / f )2
当f
0.1
f
时
L
Ausl
Ausm 1 ( fL / 0.1 fL )2
Ausm 20 lg 0.1 Ausm 20
dB
180 arctan ( fL / 0.1 fL ) 1800 84.30 900
超前
RC 低通电路的频率特性
RC 低通电路的频率特性
传输特性 • R
•
f 0 时,
•
Au
1 ； 0
A u
1 1 j
f
fH
Ui
C Uo
f fH 时，A• u
1 0.71 ； 45
2
f fH 时，Au• 0 ； 90
RC 高通电路的频率特性
A u
1
1 j
fL
U•i
C R
U•o
f 10 fL 20lg|Au| = 0 dB
可与晶体管高频等效电路类比，简化、单向化变换。
单向化变换
忽略d-s间等效电容
很大，可忽略其电流
Cg' s Cgs (1 gmRL' )Cdg
极间电容
Cgs
Cgd
Cds
数值(pF) 1～10 1～10 0.1～1
讨论
1、若干个放大电路的放大倍数分别为1、10、102、 103、104、105，它们的增益分别为多少？ 2、为什么波特图开阔了视野？同样长度的横轴，在 单位长度不变的情况下，采用对数坐标后，最高频 率是原来的多少倍？
2. 低频特性 高通，超前
耦合电容 C 与电路中电阻串联容抗不能忽略 极间电容视为开路
AuL
1
1 j
fL
f
3. 高频特性 低通，落后
耦合电容 C 视为短路 极间电容不能忽略
AuH
1 1 j
f
fH
若电路中频 Au Aum
AuL
Aum 1- j fL
f
AuH
Aum 1 j f
fH
晶体管的频率参数
共射截 止频率
fH
H
2
•
20 lg
Aum 10
•
Aum 20
dB
图5.4.2 单管共射放大电路的中频等效电路 1. 中频特性
2. 低频特性：
高通电路，超前
图5.4.3 单管共射放大电路的低频等效电路
极间电容视为开路，耦合电容 C 不能忽略
Ausl
A usm 1 j fL /
f
180 arctan( fL / f )
f
0
f = fL
20lg|Au| = 20lg0.71 = 3 dB 45
f 0.1 fL 20lg|Au| = 20lg f / fL
90
3、波特图
幅频特性：忽略 - 3dB的误差，以fL、fH为拐点，得 “折线”。
相频特性：以fL对应+450、fH对应 - 450，连接前后10倍频，
共基截 止频率
特征 频率
集电结电容
f、f、fT、Cob (C )。 使 1时的频率为fT
0
1 j f f
f
1 2 π rb'e( Cπ
Cμ
)
fT f 0 f 手册
查得
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
场效应管的高频等效电路