第三章放大电路的频率响应-资料
放大电路的频率响应和噪声
为新电路设计提供指导。
03
技术发展
随着电子技术的不断发展，对放大电路的性能要求也越来越高。理解频
率响应和噪声有助于推动相关技术的进步，促进电子工程领域的发展。
对未来研究的展望
新材料与新工艺
随着新材料和纳米技术的发展，未来研究可以探索如何将这些新技术 应用于放大电路中，以提高其频率响应和降低噪声。
系统集成
噪声的来源
01
02
03
04
热噪声
由于电子的热运动产生的随机 波动。
散粒噪声
由于电子的随机发射和吸收产 生的噪声。
闪烁噪声
由于半导体表面不平整或缺陷 引起的噪声。
爆米花噪声
由于材料的不完美性或晶体缺 陷引起的噪声。
噪声的分类
宽带噪声
在整个频率范围内具有均匀的 功率谱密度。
窄带噪声
在特定频率范围内具有较高的 功率谱密度。
抗干扰能力
放大电路的噪声也会影响通信系统的抗干扰能力。低噪声放 大电路有助于提高通信系统的抗干扰性能，确保信号传输的 稳定性。
在音频处理系统中的应用
音质
音频处理系统中，放大电路的频率响应和噪声对音质有重要影响。好的频率响 应能够保证音频信号的真实还原，而低噪声放大电路则有助于减少背景噪声， 提高音频清晰度。
宽频带型
在较宽的频率范围内具有较为平坦的放大倍 数。
频率响应的分析方法
解析法
通过电路理论中的传递函数和频率函数等概念， 推导放大电路的频率响应。
实验法
通过实际测量不同频率下的电压放大倍数，绘制 频率响应曲线。
计算机仿真法
利用电路仿真软件，模拟和分析放大电路在不同 频率下的性能表现。
03 放大电路的噪声
放大电路的频率响应
BJT及电路参数一旦选定后， 增益－带宽的乘积基本上是常数。 即：通带增益要增大多少倍，其
带宽就要变窄多少倍。
共射放大电路 完整的频率响应
10
5.4 多级放大电路的频率特性
多级放大电路
总的频率特性的表达式，等于其各级频率特性 表达式的乘积； 总电压增益增大了，但通频带比其任何一级都 窄。级数越多，则fL越高、fH越低、通频带越窄。
其中：
( j ) U Au ( ) o ( j ) U i
称为幅频响应 电压增益的模与角频率
ห้องสมุดไป่ตู้之间的关系
( ) o ( ) i ( ) 称为相频响应 放大电路输出信号与输入
信号的相位差，与角频率 之间的关系
2
幅频响应的中间一段是平坦的， 增益保持为一个常数，这段区域 称为中频区。
2RC
V i
幅频响应： A VH
1
f 1 j f H
1 ( f / f H )2
相频响应： H arctg( f / f H )
注：幅频响应图中，纵坐标是20lg|AVH|，单位dB；横坐标是频率 f，单位Hz， 按对数分度。
频率每变化10倍（变化一个单 位长度），称为一个十倍频程。
注：用折线表示的近似幅频响应 与实际的幅频响应之间，存在一定 的误差。在 f = fH 处误差最大。
1 AVH 0.707 ，而20lg0.707 3dB f f H 时， 2
fH ：上限截止频率
7
当 f fH 时， H 0
H 90 当 f fH 时，
当 f fH 时， H 45
因为 o i 表示输出与输入的相位差。 所以，高频时，输出信号滞后 于输入信号。
放大电路频率响应
放大电路频率响应放大电路频率响应是指放大电路对输入信号频率的响应程度。
在实际应用中，我们通常会使用放大电路来放大特定频率范围内的信号。
因此，了解和研究放大电路的频率响应对于电子工程师来说至关重要。
1. 频率响应的定义放大电路的频率响应是指输出信号的幅度和相位与输入信号幅度和相位之间的关系。
频率响应通常以幅频特性和相频特性来描述。
幅频特性表示了放大电路在不同频率下的增益变化情况，而相频特性则表示了输出信号与输入信号之间的相位差随频率变化的情况。
2. 低频放大电路的频率响应低频放大电路通常是指对低频信号进行放大的电路，如音频放大器。
在低频范围内，放大电路的增益通常是比较高的，且相位差变化较小，可以近似认为是线性的。
因此，在低频范围内，放大电路的频率响应一般是比较平坦的。
这也是为什么音频放大器可以将输入信号的音频频率范围放大到可听的范围。
3. 高频放大电路的频率响应高频放大电路通常用于对高频信号进行放大，如射频放大器。
在高频范围内，放大电路的增益会随着频率的增加而下降，并且相位差也会随之变化。
这是因为高频信号的传输特性会受到电感、电容和电阻等因素的影响。
因此，在设计和应用高频放大电路时，需要考虑这些因素，以获得所需的频率响应。
4. 频率响应测量与分析为了准确测量和分析放大电路的频率响应，常用的方法包括频率响应曲线测量和Bode图分析。
在频率响应曲线测量中，会对放大电路输入不同频率的测试信号，然后测量输出信号的幅度和相位差。
通过将这些数据绘制成曲线，可以得到放大电路在不同频率下的频率响应特性。
而Bode图则将频率响应的幅度和相位差以对数坐标的形式绘制出来，更直观地反映了放大电路的频率响应情况。
总结：放大电路的频率响应对于实际应用具有重要意义。
了解放大电路的频率响应可以帮助我们选择适合的放大电路来满足特定的需求。
通过频率响应测量和分析，我们可以更好地研究和设计放大电路，以实现所需的频率响应特性。
模电：放大电路的频率响应-用人话解释什么是频率响应
模电：放⼤电路的频率响应-⽤⼈话解释什么是频率响应⼀：1.什么是频率响应？⼀句话解释：频率响应就是频率和放⼤系数的关系。
由于⼀些元件的作⽤，信号的频率过⾼或者过低，都会导致这个放⼤电路的放⼤倍数改变，同时信号的相位也会改变，超前或者滞后。
在⼀个放⼤电路⾥，信号的频率会影对于任何⼀个具体的放⼤电路都有⼀个确定的通频带，因此在设计电路时，必须要⾸先了解信号的频率范围，以便使所设计的电路具有适应该信号频率范围的通频带。
响这个放⼤电路的放⼤系数。
这两者之间有⼀个函数关系。
2.耦合电容、下限频率、⾼通电路第⼀个问题：什么是耦合电容？耦合电容就是指的两个信号直接通过⼀个电容连接。
如图所⽰，电容连接在uo和ui之间。
在这样的连接⽅式之下，电容可以通过频率⾼的信号，当频率降低到⼀定程度后，将会阻⽌他的通过，导致放⼤倍数下降。
所以这样的电路是⼀个⾼通电路，可以通过⾼频率的信号，⽽频率的下限就是下限频率。
如图所⽰：3.同理，我们来讨论⼀下低通电路，极间电容，上限频率⾸先先解释⼀下极间电容：指的是两个电源电极（+，—）之间的电容。
如图：这样的连接⽅式导致了他只能通过低频率的信号，当频率慢慢增加到⼀个⾼频率的信号后，就会被截⾄。
因此，他有⼀个上限频率。
还有⼀个概念：传输特性。
指的是输出⽐上输⼊。
输出和输⼊的关系化简得到的式⼦：需要交代的是：Fl 和 Fh 分别指的是下限截⽌频率对应⾼通电路，反之亦然。
两者都是取的相位偏移45°时的值。
式⼦之间的R指的是从电容端⼝看进去的戴维南等效。
⼆：波特图⼀句话简单理解：波特图就是上⾯那两种图。
额外做了⼀点变换。
⾄于是什么变换？⾸先：上⾯的图是来⾃于Au 和 f 的函数式。
这个变换就是对这个函数左右两边取对数。
变换后的式⼦就是：把⼀个线性的变量，变成了对数。
可以看出，当f=fl 的时候，这个函数值肯定⼩于0, 算出来是3 当信号频率等于下限频率 fL 或上限频率 fH 时,放⼤电路的增益下降 3 dB,且产⽣+ 45°或 - 45°相移。
放大电路的频率响应
20 lg A V (dB)
0dB ； 称之为波特图。 ①当 f 0.1 f H 时， 20 lg A V 3dB ； ②当 f f 时， 20 lg A
H V
20 dB ； ③当 f 10 f H 时， 20 lg A V
0.01fH
低通电路的相频特性曲线 fH 称之为上 f arctan 限截止频率 f H （上限频率） ①当f 0.1 f H 时， 0o； ②当f f H 时， 45o； ③当f 10 f L时， 90o
极间电容的存在，
耦合电容的存在，对
对信号构成了低通电
路，即对频率足够低
信号构成了高通电路，
即对频率足够高的信号
的信号相当于开路，
对电路不产生影响。
相当于短路，信号几乎
无损耗地通过。
U i
U o
U i
U o
一. 频率响应的基本概念
1.RC高通电路的频率响应 图中：
V i V o
1 AV ( ) 2 f 1 f H f ( ) arctan f H
幅频特性
相频特性
( ) A V
1 f 1 f H
2
幅频特性
f ( ) arctan f H
gm U be rbe UT 将 rbe 1 代 入 g m， 有 : IE I b
IE gm UT
3.确定混合π 模型的主要参数： 混合π模型
Cbc I Cbc
h参数模型 b
U ce
ib
ic βib
第三章 放大电路的频率特性
Po • 功率增益 Ap (dB ) = 10 lg P (dB ) i
• 式中， lg是以 为底的对数。 式中， 是以10为底的对数。 是以 为底的对数
• 值得指出的是，如果仅取以10为底的对数，例 值得指出的是，如果仅取以 为底的对数 为底的对数， 无单位”的 必须再乘以20后 如： = lg U o ，是“无单位 的，必须再乘以 后， 无单位 A
• 在横坐标采用 在横坐标采用Lgf时，对数频率特性的主要优点是 时 可以扩宽视野， 可以扩宽视野，在较小的坐标内表示宽广的频率 范围的变化情况， 范围的变化情况，同时将低频段和高频段的特性 都表示得很清楚，而且作图方便， 都表示得很清楚，而且作图方便，尤其对于多级 放大电路更是如此。 放大电路更是如此。因为多级放大电路的放大倍 数是各级放大倍数的乘积，故画对数幅频特性时 数是各级放大倍数的乘积， 只需将各级对数增益相加即可。 ，只需将各级对数增益相加即可。多级放大电路 总的相移等于各级相移之和， 总的相移等于各级相移之和，故对数相频特性的 纵坐标不再取对数。 纵坐标不再取对数。
3.1 频率特性的一般概念
• 3.1.1频率特性的概念 频率特性的概念
– 1.幅频特性和相频特性 幅频特性和相频特性 • 由于电抗性元件的作用，使正弦波信号通过放大 由于电抗性元件的作用， 电路时，不仅信号的幅度得到了放大， 电路时，不仅信号的幅度得到了放大，而且还将 产生一个相位移。此时，电压放大倍数A 产生一个相位移。此时，电压放大倍数 u可表示 为： • Au = Au （f）∠ϕ ( f ) ）
• RC高通电路的对数相频特性如图 高通电路的对数相频特性如图3.1.3（b）所示， 高通电路的对数相频特性如图 （ ）所示， 0 的直线； 在 f ≠ f （ f > 10 f L）时， ϕ 是一条 0 的直线；在 f = f L L 的直线； （ f < 0.1 f L）时，ϕ 是一条900 的直线；在 0.1 f L 之间， 与10 f L 之间，可用一条斜率为 −450 十倍频的直线 来表示。 来表示。由3条直线组成的折线就是它的相频特性 条直线组成的折线就是它的相频特性 曲线，图中的粗线也是加以修正后的实际相频特 曲线， 性曲线。 性曲线。
放大电路的频率响应
1 .中频段 所有的电容均可忽略。 中频电压放大倍数：
共射放大电路
Ausm
VO Ri RL VS RS Ri rbe
2. 低频段
在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电 容C1、C2不能忽略。 方便分析，现在只考虑C1，将C2归入第二级。画出低频 等效电路如图所示。 该电路有 一个RC电路高通环节。有下限截止频率：
高通电路及频率响应
fL
可见：当频率较高时，Au ≈1，输出与输入电压之间的相位差=0。随着 频率的降低， Au下降，相位差增大，且输出电压是超前于输入电压的，最 大超前90o。在此频率响应中，下限截止频率fL是一个重要的频率点。
二. 阻容耦合共射放大电路的频率响应
对于如图所示的共射放大电路， 分低、中、高三个频段加以研究。
共射放大电路高频段的波特图
幅频响应 ： 相频响应 ：
20lg | AusH | 20lg | Ausm | 20lg
1 1 ( f
180 arctg( f
fH
)
fH
)2
4. 完整的共射放大电路的频率响应
Aus Ausm
1 1 f f (1 j L ) (1 j f ) f H
2. RC 高通网络
（1）频率响应表达式：
. . Vo A= .
v
Vi
R 1 1 R 1/ jwC 1 j / wRC 1 jwL / w
RC 高通电路
式中 wL 1 。
RC
下限截止频率、模和相角分别为
1 fL 2RC
1 │v A│ 1 ( fL f )2
arctg( f L f )
第三章 放大电路的频率特性
第三章 放大电路的频率特性通常，放大电路的输入信号不是单一频率的正弦信号，而是各种不同频率分量组成的复合信号。
由于三极管本身具有电容效应，以及放大电路中存在电抗元件(如耦合电容和旁路电容)，因此，对于不同频率分量，电抗元件的电抗和相位移均不同，所以，放大电路的电压放大倍数A u 和相角φ成为频率的函数。
我们把这种函数关系称为放大电路的频率特性。
§1频率特性的一般概念一、频率特性的概念以共e 极基本放大电路为例，定性地分析一下当输入信号频率发生变化时，放大倍数将怎样变化。
在中频段，由于电容可以不考虑，中频A um 电压放大倍数基本上不随频率而变化。
180=ϕ，即无附加相移。
对共发射极放大电路来说，输出电压和输入电压反相。
在低频段，由耦合电容的容抗变大，电压放大倍数A u 变小，同时也将在输出电压和输入电压间产生相移。
我们定义：当放大倍数下降到中频率放大倍数的0.707倍时，即2umul A A =时的频率称为下限频率f l对于高频段。
由于三极管极间电容或分布电容的容抗在低频时较大，当频率上升时，容抗减小，使加至放大电路的输入信号减小，输入电压减小，从而使放大倍数下降。
同时也会在输出电压与输入电压间产生附加相移。
同样我们定义：当电压放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍时，即2umuh A A =时的频率为上限频率f h 。
共e 极的电压放大倍数是一个复数，ϕ<=∙u u A A其中，幅值A u 和相角ϕ都是频率的函数，分别称为放大电路的幅频特性和相频特性。
我们称上限频率与下限频率之差为通频带。
l h bw f f f -=表征放大电路对不同频率的输入信号的响应能力，它是放大电路的重要技术指标之一。
二、线性失真由于通频带不会无穷大，因此对于不同频率的信号，放大倍数的幅值不同，相位也不同。
当输入信号包含有若干多次谐波成分时，经过放大电路后，其输出波形将产生频率失真。
由于它是电抗元件产生的，而电抗元件又是线性元件，故这种失真称为线性失真。
单管共射放大电路的频率响应
实际幅频特性曲线：
0.1 fL fL 10 fL f
0 3dB -20
高通特性：
-20dB/十倍频
-40
图 3.1.4(a)
幅频特性
1 A u 1 当 f < fL (低频)， A u
当 f ≥ fL(高频)，
的值愈小， 且频率愈低，A u
最大误差为 3 dB， 发生在 f = fL处
通过对比可得 26 rbb rbe rbe rbb (1 ) I EQ
则
26 rbb rbe rbe rbb (1 ) I EQ 26 rbe rbe - rbb (1 ) I EQ rbb rbe - rbe
A u
0.01 0.1
0.707
-3
1
0
2
3
2 6
10 20
100 40
u 20 lg A
- 40
- 20
一、RC 高通电路的波特图
U R O A u 1 U i R jC 1 1 1 jRC
C
+
U i
+
R
U O
_ 图 3.1.2 RC 高通电路
_
令： f L
C1 + +
+
+
3.3.1 混合 型等效电路
一、混合 型等效电路
c
b
rbb
rbc
b
+
U be
I b U be rb b
b
C bc
I cc
+
gmU be
b
rbe
rbe
C be
放大器的频率响应
放大器的频率响应(1)放大电路中存在电抗元件耦合电容1C ，2C 和射极旁路电容Ce ，以及电路的分布电容0C 。
和管子的极间电容。
因此对不同频率它呈现的阻抗不同，放大电路对不同频率成分的放大倍数和相位移不同。
放大倍数与频率的关系，称为幅频特性，相位与频率的关系称为相频特性。
放大器对不同频率放大倍数的不同将引起幅频失真；放大器对不同频率的相位移不同，将引起相频失真。
上述失真统称为频率失真，由于它们是曲线性元件引起的，故又常称为线性失真。
(2)影响低频段的频率响应主要受耦合电容1C ，2C 和旁路电路Ce 的影响。
影响高频段的频率响应，主要受三极管的极间电容和电路分布电容0C 的影响。
在等效放大电路的频率响应电路中要根据高、低频时不同电容的影响取舍。
如高频等效电路主要考虑极间电容和分布电容的影响，忽略其他电容的影响；低频等效电路主要考虑耦合电容和旁路电容Ce 的影响，忽略其他电容的影响。
(3)上限频率H f 和下限频率L f ，。
截止频率：定义放大倍数下降到中频区放大倍数的21时所对应的频率。
用分贝表示是比中频区放大增益的分贝数下降3 dB 。
下限频率L f ：低频段的截止频率。
上限频率H f ：高频段的截止频率。
频带宽度：L H BW f f f -=。
如果输入信号的频率在频率宽度范围内，放大器的放大倍数和相位移为常数；如果超出了频带宽度，则产生线性失真。
(4)多级放大器频率特性分析。
多级放大器总的上限频率^比其中任何一段的上限频率都要低；下限频率L f 。
比其中任何一级的下限频率都要高。
即多级放大器的级数增加了，总的放大倍数增大了，但总的频带宽度变窄了。
(5)组合电路频率响应的定性分析。
共射一共基组合放大电路：它的上限频率主要决定于共射电路，而共射电路的上限频率又随其负载电阻减小而提高。
共射电路的负载电阻正是共基放大电路的输入电阻，其值很小，所以这种电路组合以后，它的上限频率比负载直接接于共射放大电路的输出端时要高得多，这样的组合可以提高GBW 值，一般用在负载电阻较大的场合。
三极管的频率参数
3dB
-20
-20dB/十倍频
-40
对数相频特性：
在高频段， 0
低通电路产生
-45º
0~ 90°的滞后
相移。
-90º
0.1 fH fH 10 fH
f
5.71º
-45º/十倍频
5.71º
图 3.1.6 低通电路的波特图
3.2 三极管的频率参数
三极管
0
1 j f f
0 ：低频共射电流放大系数；
f ：为
对数相频特性
由式 arctan( fL ) 可得，
f
误差
90º
5.71º
f fL 时， 0; f fL 时， 90; f fL 时， 45
-45º/十倍频 45º
5.71º
0 0.1 fL fL 10 fL
f
图 3.1.4(b) 相频特性
在低频段，高通电路产生 0 ~ 90° 的超前相移。
Au
0.01 0.1 0.707 1 2 2 10 100
20 lg Au - 40 - 20 - 3 0 3 6 20 40
一、RC 高通电路的波特图
Au
UO Ui
R
R
1
jC
1
1 1
jRC
+
Ui
_
图 3.1.2
C
+
R
UO
_
RC 高通电路
令：
fL
1 2RC
1
2 L
Au
1
1 1
1 1- j fL
j L
f
三、高频段
考虑并联在极间电容的影响，其等效电路：
+
Rs
第三章.放大器的频率特性
A ( ) ( ) A V V
o ( j ) V AV ( ) i ( j ) V
( ) o ( ) i ( )
称为幅频响应
称为相频响应
4
中频区
普通音响系统放大电路 的幅频响应
其中
f H — —上限频率 f L — —下限频率
40
3dB 3dB 频率点 频率点 （半功率点） （半功率点）
分析方法
9
3.1.2 频率特性的基本概念
对低频段 , 由于耦合电容和射级旁路电容的容抗变大 , 低频段时 1/ωC<<R不成立。电容不能视为短路，等效电路 如图所示。
10
对高频段, 影响频率响应的主要因素是三极管极间电 容和接线，这两者电容在电路中与其他支路是并联的，等 效电路如图所示。
11
基本RC电路的频率响应
U s
U o
29
中频区电压放大倍数
A usm
' U Uo Ui R R o i L Us Ui U s R R rbe s i
Ri Rb // rbe Rb1 // Rb 2 // rbe
R'L Rc // RL
30
2．低频区频率响应的分析
E
Cb
e
20
混合π型等效电路
21
1．密勒定理
• 密勒定理原理图
I 1
U 1
K
I 2 U 2
U U ( 1 K ) U ( 1 U / U ) 1 U U 1 2 1 1 1 2 I1 Z1 Z Z Z
22
简化过程 U U U U 2 1 2 2 I2 ) Z Z Z /(1 1 / K 2
放大电路的频率特性分析解析
fL
10fL
-90°
-135°
f
0.01fL
0.1fL
fL
10fL
20dB/十倍频
在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路，三极管的极间电容不能忽略。 这时要用混合π等效电路，画出高频等效电路如图所示。
3. 高频段
用“密勒定理”将集电结电容单向化。
用“密勒定理”将集电结电容单向化：
定义当 下降为中频α0的0.707倍时的频率fα为共基极截止频率。
(3-7)
fα、fβ、 fT之间有何关系? 将式(3 - 3)代入式(3 - 7)得
一.BJT的混合π型模型
混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的。
rbb' ——基区的体电阻
1.BJT的混合π型模型
rb‘e——发射结电阻
b'是假想的基区内的一个点。
Cb‘e——发射结电容
rb‘c——集电结电阻
Cb‘c——集电结电容
——受控电流源，代替了
3.3 单管共射极放大电路的频率特性
（2）用 代替了 。因为β本身就与频率有关，而gm与频率无关。
2.BJT的混合π等效电路
放大电路对不同频率信号的相移不同，使输出波形产生失真 －－相位频率失真（相频失真）
图 频率失真
4、分析方法
由对数幅频特性和对数相频特性两部分组成; 横轴 f 采用对数坐标 ; 幅频特性的纵轴采用20lg|Àu|，单位是分贝(dB); 相频特性的纵轴仍用表示。
用近似折线代替实际曲线画出的频率特性曲线称为波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。
相频响应 ：
f
0.1fH
-180°
fH
10fH
放大电路的频率响应
补充：RC电路的频率响应
• RC低通电路 • RC高通电路
RC低通电路
RC低通电路如图所示。 电
+. R +. C Vo Vi -
(
)
1 1 jω C & = Au = 1 1 + j ω RC R+ jω C 1 1 & ω0 = = 。 Av
RC
RC低通电路 低通电路τ源自1 Av = 1+ ( f
结 论 ： 中频电压放大倍数的表达式 ， 与利用简化 h
参数等效电路的分析结果一致。 参数等效电路的分析结果一致。
2. 低频段
三极管的极间电容可视为开路，耦合电容 不能忽略 不能忽略。 三极管的极间电容可视为开路，耦合电容C不能忽略。
& & Ausl = Ausm ⋅
f j fL f 1+ j fL
RC高通电路
RC高通电路如图所示。 & 其电压放大倍数 A v为： • • Uo R 1 Au = • = = U i R + 1 / jω C 1 + 1/j ω RC 式中
1 1 ωL = = 。 RC τ
RC 高通电路
=
f j fL f 1+ j fL
下限截止频率、模和相角分别为
1 f0 = fL = 2πRC
4.5.2．晶体管的高频等效模型 ． 1. 晶体三极管的混合 π 型等效电路
Ub′e
混合π模型 混合 模型
(a)晶体管的结构示意图 )
这一模型中用 g m V b'代替β I b0 ，这是因为β本身 e 就与频率有关，而gm与频率无关。
.
.
2、简化的混合 π 模型 、简化的混合 通常情况下， 远大于c--e间所接的负载 通常情况下 ， rce远大于 间所接的负载 电阻， 也远大于C 的容抗， 电阻 ，而 rb/c也远大于 μ 的容抗 ， 因而可 认为r 开路。 认为 ce和rb/c开路。
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Au
1
1
fL f
2
2l0gA u-20 lg1ffL2
则有：
当 ff L 时2， 0 A ul g 0dB
当 ff L 时 2 l0 A ， g u - 2 l 0 f g f L 2 l0 f g f L 当 f f L 时 2 lA 0 g ， u - 2 l 0 g 2 - 3 dB
Aum A u
0.707Aum
BW
O
fL
fH
f
图 3.1.1
fL ：下限频率； fH ：上限频率 BW ：通频带
BW = fH - fL
3.1.3 频率失真
(a)幅频失真
(b)相频失真
图 3.1.2 频率失真
3.1.4 波特图
放大电路的对数频率特性称为波特图。
A u
20lgAu
表3-1 A u 与20lgA u之间的对应关系 0.01 0.1 0.707 1 2 2 10 100 - 40 - 20 - 3 0 3 6 20 40
对数幅频特性：
20lgAu /dB
实际幅频特性曲线：
0
0.1 fL fL 10 fL
f
3dB
-20
高通特性：
-20dB/十倍频
-40
图 3.1.4(a) 幅频特性
最大误差为 3 dB， 发生在 f = fL处
当 f ≥ fL(高频)， A u 1 当 f < fL (低频)， A u 1
C bc ：可从器件手册中查到；并且 Cbe Cbc
Cbe
gm 2 fT
(估算，fT 要从器件手册中查到)
注意：
b Ib U be
b C bc
Ic c
C bc 将输入回路与输出 + rb b
+
回路直接联系起来，使解电
路的过程变得十分麻烦。
U be
rbe C be
b Ib
rb b
Ic c
rb e
gmU be
rbe
Ib
e
e
图 3.3.1 混合 参数与 h 参数之间的关系
通过对比可得
rbb rberberbb (1)I2EQ 6
rbb rberberbb (1)I2EQ 6
则
rbe
rbe-rbb
(1)
C1 b rb b b
c
+
+
+
Rs
U
s
+ ~
U
i
Rb U be rb e
Rc
gmU be
U o
-
C1 与输入 电阻构成一个
RC 高通电路
式中
e
图 3.3.7 低频等效电路
Ube
Rs
Ri 1
Ri jC1
rrbbeeUs
Ri = Rb // rbe
Ube
1
—— C 与 R 构成 RC 低通电路。
Ube
jC
R 1
Us 1j1RCUs
jC
U o - g m U b e R c - R sR iR ir r b b eg em R c1 j1 R C U s
电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数。 即
A uA u(f)(f)
Au( f )：幅频特性
( f )：相频特性
典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性 Aum A u
0.707Aum
BW
O
fL
0 - 90º
-180º
-270º
f fH
f
图 3.1.1
3.1.2 下限频率、上限频率和通频带
第三章 放大电路的频率响应
3.1 频率响应的一般概念 3.2 三极管的频率参数 3.3 单管共射放大电路的频率响应 3.4 多级放大电路的频率响应
3.1 频率响应的一般概念
由于放大电路中存在电抗性元件，所以电路的放大倍 数为频率的函数，这种关系称为频率响应或频率特性。
3.1.1 幅频特性和相频特性
2l0 g 2l0 g 0- 2l0 g 2 2l0 g 0- 3 (d)B
值下降到中频时的 70% 左右。或对数幅频特 性下降了 3 dB。
3.2.2 特征频率 f T
值降为 1 时的频率。
f > fT 时， 1，三极管失去放大作用；
f fT 时，由式
由于输出回路时间常数远小于输入回路时间常数，故 可忽略输出回路的结电容。并用戴维南定理简化。
图中
R
c
+
+
Us
Ri Rs
Ri
rbe rbe
Us
U
+
s
~
-
R rbe // rbb (Rs //Rb)
U be C
gmUbRe c
U o
e
C C b e ( 1 - K ) C b c C b e ( 1 g m R c ) C b c
A us
LU U os
A us
1
m1j(Rs1Ri)C1
低频时间常数为：
L(RsRi)C1
下限(-3 dB)频率为：
fL2 1 L2(R s1 R i)C 1
则
A usL
A usm
1 1- j
fL
f
三、高频段
考虑并联在极间电容的影响，其等效电路：
+
Rs
U
一、RC 高通电路的波特图
A u
U O U i
R
R
1 j C
+
U i
1
1 1
j RC
_ 图 3.1.2
C
+
R
U O
_
RC 高通电路
令： fL21 RC 21L
Au
1 1 1
jL
1 1-j fL f
模：A u
1
1
fL f
2
相角： arct(afLn)
+
~
U i
--
Rc
+VCC
C2
++
U O
-
构成 RC 高通电路；
图 3.3.1 单管共射放大电路
高频段：三极管极间电容并联在电路中， Au 降低。
而且，构成 RC 低通电路。
3.3.1 混合 型等效电路
一、混合 型等效电路
c
rb c
rb b
b
b
rb e
b Ib U be
b C bc
b rb b b
c
+
+
+
Rs
U
+ s~
U
i
Rb U be rb e
Rc
gmU be
U o
-
e
由图可得
Ube
Ri Rs Ri
rrbbeeUs
式 中Ri Rb//rbe
图 3.3.6 中频段等效电路
U o-gm U b eR c-R sR iR ir rb b ee gm R cU s
s
+ ~
U
i
-
b rb b b
+
Rb U be rb e C
c
+
R g U K - 1 m be K Cbc
c U o
e
图 3.3.8 高频等效电路
三、高频段
考虑并联在极间电容的影响，其等效电路：
R
+
U
+
s
~
-
U be C
c
+
gmUbRe c
U o
e
图 3.3.9 高频等效电路的简化
得：
0
1；
1
fT f
2
fT 0 f
3.2.3 共基截止频率 f
值下降为低频 0 时 的 0.707 时的频率。
0
1 j f f
f 与 f 、 fT 之间关系：
因为
1
，
0
0 1 j f f
且频率愈低，A u 的值愈小， 低频信号不能通过。
对数相频特性
由式 arcta(nffL) 可得，
误差
90º
5.71º
f fL 时， 0; f fL 时， 90; f fL 时， 45
-45º/十倍频 45º
5.71º
0 0.1 fL fL 10 fL
-45º/十倍频
5.71º
图 3.1.6 低通电路的波特图
3.2 三极管的频率参数
三极管
0 1 j f f
0 ：低频共射电流放大系数；
f ：为
值下降至
1 2
0
时的频率。
0
1 f
；
2
-arctaffn
f
2l0g 2l0g 0-2l0g1 ff 2
2. 中频电压放大倍数
A us m U U o s -R sR iR i rrb beegm R c
已知 gm rbe ，则
A us
m-RsR iRi
Rc
rbe
结论：中频电压放大倍数的表达式，与利用简化 h 参数等效电路的分析结果一致。
二、低频段