第四章放大电路的频率响应教材
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高二物理竞赛课件放大电路的频率响应
②简化模型
忽略 rbc 和 rce
混合型 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
rbe
(1
β)
VT I EQ
gm
β rbe
IEQ VT
Cbe
gm 2πfT
Cbc rbb和 fT从手册中查出
3.6.3 单级共射极放大电路的频率响应
1. 高频响应
①型高频等效电路
1
AVH
Vo Vi
jC
R 1
jC
1
1
1 jRC 1 j2f RC
令f H
1
2RC
则：AVH
1
1 j
f
fH
AVH
1 1 ( f fH )2
arctg( f f H )
二、单时间常数RC电路的频率响应
相频响应
arctg( f / fH )
当 f fH 时， 0 当 f fH 时， 90 当 f fH 时， 45
放大电路的频率响应
放大电路的频率响应
频率响应概述 单时间常数RC电路的频率响应 晶体管高频等效模型 单管放大电路的频率响应 多级放大电路的频率响应
二、单时间常数RC电路的频率响应
1. RC低通电路的频率响应（高频响应）
放大电路的高频区，频率响应主要是受极间电容和接线电容 影响。他们在电路中是并联的，其响应可用RC低通电路模拟。
三、BJT的高频小信号模型及频率参数
（2）用
.
gm V b'e
代替
.
Ib
根据这一物理模型可以画出高频小信号模型。
rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻
高频小信号模型电路
忽略 rbc 和 rce
混合型 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
rbe
(1
β)
VT I EQ
gm
β rbe
IEQ VT
Cbe
gm 2πfT
Cbc rbb和 fT从手册中查出
3.6.3 单级共射极放大电路的频率响应
1. 高频响应
①型高频等效电路
1
AVH
Vo Vi
jC
R 1
jC
1
1
1 jRC 1 j2f RC
令f H
1
2RC
则：AVH
1
1 j
f
fH
AVH
1 1 ( f fH )2
arctg( f f H )
二、单时间常数RC电路的频率响应
相频响应
arctg( f / fH )
当 f fH 时， 0 当 f fH 时， 90 当 f fH 时， 45
放大电路的频率响应
放大电路的频率响应
频率响应概述 单时间常数RC电路的频率响应 晶体管高频等效模型 单管放大电路的频率响应 多级放大电路的频率响应
二、单时间常数RC电路的频率响应
1. RC低通电路的频率响应（高频响应）
放大电路的高频区，频率响应主要是受极间电容和接线电容 影响。他们在电路中是并联的，其响应可用RC低通电路模拟。
三、BJT的高频小信号模型及频率参数
（2）用
.
gm V b'e
代替
.
Ib
根据这一物理模型可以画出高频小信号模型。
rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻
高频小信号模型电路
放大电路的频率响应
（2）增益－带宽积
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。
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。
放大器的频率响应
5
1 1.6Ω 当 f =10khz 时：X C 2πfC
RC C1 RB + 10F + v'i vi
如果 f = 100 Hz
+VCC 10F + C2
1 XC 158Ω 2πfC
电路工作频率较低时，交流 通路中的耦合电容及旁路电容 不能视为短路。
vi 的幅度不变时,随着工作频
1014 s 2 A( s ) ( s 10)( s 102 )( s 105 )( s 106 )
解： A( s )
10 3 10 10 2 s s (1 )(1 )( 5 1)( 6 1) s s 10 10
14
1 3 AM 10 1 5 10 10 106
( s) A (1
L
s
AM )(1 s
AM )
1 (1
H
L
s
) (1
1 s
H
)
( s) F ( s) AM F L H
( s ) 0 、lim A ( s) 0 A 表征的响应为带通特性。 lim s 0 s
低通特性:
j 1 i 1 n
m
( s) K A
(s Z ) (s P )
j 1 j i 1 n i
m
式中: Zi ——零点频率、 pj —— 极点频率。
14
例1.求图所示RC高通滤波电路的电压转移函数,并画出幅 频特性曲线。 解：
( j ) V A( j ) o Vi ( j ) R 1 R j C jRC 1 jRC
2.电路中只含两个极间电容
高二物理竞赛课件放大电路的频率响应
二、频率特性曲线及其画法
1.共射电路全频段频率响应 分三个频段进行
➢先画幅频特性，顺序是中频段、低频段和高频段。 将三个频段的频率特性合起来就是全频段的幅频特性，
➢再根据幅频特性画出相应的相频特性。
(1)全频段
Aus
(1
j
AuSM fL )(1
j
f
)
f
fH
放大电路对不同频率的信号产生的相移不同时产生的 波形失真叫相位失真。
4. 非线性失真
非线性失真产生的主要原因来自两个方面: ①晶体管等特性的非线性; 固有失真 ②静态工作等位置设置的不合适或输入信号过大。 由
于放大器件工作在非线性区而产生的非线性失真有4 种: 饱和失真、截止失真、交越失真和不对称失真.
放大电路的频率响应
放大电路的频率响应
一、基本概念
(一)频率响应（频率特性） Au（复数）= |Au|∠φ 放大电路对不同频率信号的适应程度。
图3-9 共射电路的频率响应 (a)共射放大电路； (b)幅频特性； (c)相频特性
(三)下限频率fL、上限频率fH及通频带fbW
PO
U
2 O
RL
f fH , f fL
PO
PL
(UO RL
2)2
UO2 2RL
半功率频率fL 、 fH
fbW fH fL fH
通频带的宽度表征放大电路对 不同频率输入信号的响应能力， 是放大电路的重要技术指标之 一。
(二)中频段、低频段和高频段 当全面分析频率响应时，常分为三个频段：中频段、
低频段与高频段。
1、中频段--在通频带以内的频率范围
4. 和非线性失真的区别
⑴ 产生原因不同 线性失真是含有电抗元件的线性电路产生的失真；
第四章基本放大电路的频率响应教案
= (1 +
1 g m Ro
)
jωCb'c
•
Vo
相应地也存在一个等效密勒电容:
C
' M
= (1 +
1 g m Ro )Cb'c
ib rbb' r u b'e C b'e b'e
Cb'c
icb'
gmub'e
ic
RO
•
Vo
然而在高频区，CM' 与 Ro的乘积相比CM 与输入电阻ri 的乘积要小得多，工程上忽略
连接起来互不独立，使电路的求解过程复杂，同时工程也允许忽略部分因素。
（2）具体简化过程：
r r 第一步简化—— b'c 、ce 相对其它电阻很大，近视认为开路而忽略；（即简化混合π型等效电路）
第二步简化——利用密勒定理，将跨接在输入/输出回路之间电容 Cb'c分别折合到两个回路中去。
下面分别考虑输入、输出回路的效应：
一方面表现为输出电压幅值在改变；
另一方面表现为输出电压与输入电压产生相位移（称为附加相移）。则放大倍数是 一个相量，用复数符号法来描述。
即：
•
AV = AV∠φ
⎜⎛A• V( ⎝
f
)
=
AV(
f
)∠φ(
f
)
⎟⎞ ⎠
通常： 把放大倍数的幅度与频率的关系，称为幅频特性。 把输出电压与输入电压的相位移（附加相移）与频率的关系称为相频特性。
C b
'e
、C b
'c
的影响，这样与H参数微变等效电路中
参数相互之间有一定的关系，因而可从H参数求取混合π参数的各个等效电阻。
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 )
放大电路的频率响应解读
RC
1 Av 1 ( f
f0 fH
fH
)2
1 2RC
• 由以上公式可做出如图所示的RC低通电路的近似频 |Au | 1 率特性曲线： 0.707
Av 1 1 ( f fH )
2
f arctg(
) fH
O O –45 –90
fH f
f
f 0 时, Au 1 ； 0
U be
(b)混合 模型
混合 模型的简化 (a)简化的混合 模型
Cμ 跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。 常将Cμ 等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向 化靠等效变换实现。
因为Cπ ＞＞ Cu ，且一般情况下。 Cu 的容抗远大于集电 // 极总负载电阻R／Ｌ，Cu 中的电流可忽略不计，得简化模 型图（C）。
当 f =fH 时，相频特性将滞后45°，并具有 -45/dec的斜率。在0.1 fH 和10 fH处与实际的相频 特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。 这种折线化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。
RC高通电路
RC高通电路如图所示。 & 为： 其电压放大倍数 A v • • Uo R 1 Au • U i R 1 / j C 1 1/j RC 式中
U be
混合π模型
(a)晶体管的结构示意图
I b0 ，这是因为β本身 这一模型中用 g m V b'代替 e 就与频率有关，而gm与频率无关。
.
.
2、简化的混合 模型 通常情况下， rce远大于 c--e 间所接的负载 电阻，而 rb/c也远大于Cμ 的容抗，因而可 认为rce和rb/c开路。
1 Av 1 ( f
f0 fH
fH
)2
1 2RC
• 由以上公式可做出如图所示的RC低通电路的近似频 |Au | 1 率特性曲线： 0.707
Av 1 1 ( f fH )
2
f arctg(
) fH
O O –45 –90
fH f
f
f 0 时, Au 1 ； 0
U be
(b)混合 模型
混合 模型的简化 (a)简化的混合 模型
Cμ 跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。 常将Cμ 等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向 化靠等效变换实现。
因为Cπ ＞＞ Cu ，且一般情况下。 Cu 的容抗远大于集电 // 极总负载电阻R／Ｌ，Cu 中的电流可忽略不计，得简化模 型图（C）。
当 f =fH 时，相频特性将滞后45°，并具有 -45/dec的斜率。在0.1 fH 和10 fH处与实际的相频 特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。 这种折线化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。
RC高通电路
RC高通电路如图所示。 & 为： 其电压放大倍数 A v • • Uo R 1 Au • U i R 1 / j C 1 1/j RC 式中
U be
混合π模型
(a)晶体管的结构示意图
I b0 ，这是因为β本身 这一模型中用 g m V b'代替 e 就与频率有关，而gm与频率无关。
.
.
2、简化的混合 模型 通常情况下， rce远大于 c--e 间所接的负载 电阻，而 rb/c也远大于Cμ 的容抗，因而可 认为rce和rb/c开路。
第4章 放大电路的频率响应
b rbc rbe
Ic g m U be
c
Cπ
U be
U be
Cπ
rce U ce
e
e
Ie
e
1.完整的混合 模型
be
Cμ
b
rce
b
Ib r bb
Ic
rbc
g m U be
c
U be
U be rbe
Cπ
rce U ce
e
e
高频时由于结电容的影响 I 和 I ，已不能保持正比关 系，所以用放射结上的电压U 来控制集电极电流Ic,
f fL f 1 fL
2
AuL
Uo
Ui
fL 相频响应： L arctan f
（1）幅频响应：
f j L fL AuL f 1 j 1 j L fL
j
当f<<fL 时，
AuL
f fL f 1 fL
c
Ic
1.共射极截止频率fβ
I c ( g m jCπ ) U be
g m U be
U be rbe
Ib
U be 1 1 rbe // // jCπ j Cμ
e
图5.10 计算 的模型
f
2. RC高通电路
+
时间常数τL=R2C2，令
+
C2 R2
L 1 1 fL 2 2 L 2 R2C2
第四章BJT及放大电路基础教材
思考题
1、可否用两个二极管背靠背地相联以构成一个BJT？ 2、BJT符号中的箭头方向代表什么？
3、能否将BJT的e、c两电极交换使用？
4、要使BJT具有放大作用，Je和Jc的偏置电压应如何连接？
5、如何判断BJT 的三种组态？
6、有哪几个参数确定BJT的安全工作区
7、三极管组成电路如左图所示，试分析 （1）当Vi=0V时 （2）当Vi=3V时 电路中三极管的工作状态。 解：（1）当Vi=0V时 ∵Vbe=0V,Ib≈0 ∴三极管处于截止状态, Vo=Vcc=12V （2）当Vi=3V时 三极管Je结处于正偏， Jc结处于反偏状态
20
0.4 0.8
PNP型锗管 vBE(V) vBE 0.2 V
死区电压： 硅管0.5V， 锗管0.1V。
2. 输出特性
iC(mA )
4
iC f (vCE ) i
B 常数
输出特性曲线通常分三个工作区：
(1) 放大区
100A
3
2
1
0
在放大区有 iC= iB ， 也称为线性区，具有恒 80A 流特性。 60A 放大区 在放大区，发射结处 40A 于正向偏置、集电结处 20A 于反向偏置，晶体管工 iB=0 3 6 9 12 v (V) 作于放大状态。 CE
2、极间反向饱和电流 (1) 集电极基极间 反向饱和电流ICBO
-
ICBO
uA
b
+
c e
VCC Ie =0
4.1.4
主要参数
b c e
ICEO
uA +
2、极间反向饱和电流
(2) 集电极发射极间
反向饱和电流ICEO 即输出特性曲 线IB=0那条曲线所 对应的Y坐标的数 值。 ICEO也称为集 电极发射极间穿透 电流。
放大电路的频率响应PPT课件
2019/11/26
f f
6
§ 22..77 .放2 大B电J路T的的频高率频响应小信号模型及频率参数
1. BJT高频小信号模型
+
c
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。
b'是假想的基区内的一个点。
rbb' ——基区的体电阻
rb‘e——发射结电阻 Cb‘e——发射结电容 rb‘c——集电结电阻
相频响应：
H arctg( f fH )
2
2.7 放大电路的频率响应
幅频响应：
AVH
1 1 ( f fH )2
当 f fH 时，
20 lg AVH / dB
0.1f
0
H
-20
-40
-3dB
fH 10fH 100fH f
-20dB/十倍频程
1
AVH
1 1 ( f / fH )2
f -20dB/十倍频程
fH 10fH 100fH f
45 / 十倍频
这种对数频率特性曲线称为波特图(bode plot)，
2其019中/11f/2H6是一个重要的频率点，称为上限截止频率。
4
2.7 放大电路的频率响应
2. RC高通电路频率响应
（1）频率响应表达式：
AVL
Vo Vi
b 'C
得:
gm rb'e
1 j r b'e (Cb'e Cb'c )
. 将c、e短路。
b Ib b'
Cb'c
+
r
+.
b'b
第四章 放大电路的频率响应
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2. 高通电路及频率响应
RC 高通电路
│& v = A│ 1 fL
1+ (
f
)2
fL =
ωL 1 = 2π 2πRC
ϕ = arctg( f L f )
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RC高通电路的波特图 高通电路 3. RC高通电路的波特图
Av = 1 fL
1+ (
f
)2
ϕ = arctg( f L f )
当频率较高时，│AV │ ≈1，输出与输入电压之间的相位 差=0。随着频率的降低，│AV │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。下限截止频率fL是一个 重要的频率点。
（2）带宽-增益积： 带宽-增益积： │fbw×Aum│
带宽增益积基本为常数 带宽增益积基本为常数
频率失真——由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同 6. 频率失真 由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同 而产生的失真。 而产生的失真。
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例 在图所示电路中, 已知三极管为3DG8D, 它的Cμ =4pF，
.
│v = A│
1 1+ ( f
fH
)2
ϕ = −arctg( f f ) H
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2. 低通电路及其频率响应
R +. Vi C +. Vo -
RC低通电路
1 1+ ( f
│v = A│
fH
)2
1 fH = 2πRC
ϕ = −arctg( f f ) H
回首页
RC低通电路的波特图 3. RC低通电路的波特图
幅频响应
AV = 1 1 + ( f / fH )2 1 1 + ( f / fH )
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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放大电路的对数频率特性称为波特图。
2. 通频带
Au Aum 0.707Aum
BW fH fL
fL
fH
f Hz
在中频区各种电容的影响均可以忽略不计，电压放大 倍数Au基本上不随信号频率而变化，保持常数。
在低频区，放大电路的耦合电容和发射极旁路电容的
影响不可忽略，会使放大倍数下降；
在高频区，此时三极管的极间电容和接线电容的影响不 可忽略，也会使放大倍数下降。
放大电路的电压放大倍数Au是频率的函数，这种 函数关系称为放大电路的频率响应或频率特性。
Au
Uo ( j) Ui ( j)
Au Au ( f )( f )
Au( f )表示电压放大倍数的模与频率f的关系，称为幅频响应
φ( f )表示放大电路输出电压与输入电压之间的相位差与频 率f的关系，称为相频响应
第四章 放大电路的频率响应
第四章 放大电路的频率响应
4.1 频率响应的概念 4.2 晶体管的高频等效模型 4.3 场效应管的高频等效模型 4.4 单管放大电路的频率响应 4.5 多级放大电路的频率响应 4.6 放大电路的阶跃响应
本章重点和考点：
1、晶体管、场效应管的混合π模型。
2、单管共射放大电路混合π模型等效电路图、 频率响应的表达式及波特图绘制 。
f fH
放大电路的对数频率特性称为波特图。
2
20 lg Au 20 lg
1
f fL
则有：当f fH ,时， 20lg Au 20lg1 0 dB
ui
3.幅频失真和相频失真
O t
uo
(a)幅度失真 （a）O
t
uo
(b) 相位失真
（b）O
t
4.1.2 RC电路的频率响应
1. RC低通电路
R1
+
+
Ui
C1
Uo
_
_
时间常数τH=R1C1，令
fH
H 2
1
2 H
1
2 R1C1
AuH
1
1 j
1 1 j
f
H
fH
图5.3 RC低通电路
近似的方法，这是工程上一种
-45o
既简便又实用的方法。后面我
-90o
们会结合绘制RC电路的频率响 （b）
20dB /十倍频称
-20dB /十倍频称
0.1fL fL
fH
0.1fH fH 10fH
f Hz
-45o/十倍频称
f Hz -45o/十倍频称
应（波特图）进行介绍。
图5.17 放大电路的频率响应
（a）幅频响应 （b）相频响应
研究放大电路频率响应的必要性
由于放大电路中存在电抗性元件及晶体管极间电 容，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。
小信号等效模型只适用于低频信号的分析。 本章将引入高频等效模型，并阐明放大电路的上限 频率、下限频率和通频带的求解方法，以及频率响应 的描述方法。
频率响应的概念 1.频率响应与通频带
0
-20
-20dB/十倍频程
-40 （a）
H
0o
0.01fH 0.1fH fH 10fH 100fH
f Hz
f Hz
-45o
-45O/十倍频程
-90o
（b）
图5.4 R C 低通电路的频率响应 （a）幅频响应 （b）相频响应
随着f的上升，H 越来越小
(3) 低通电路的波特图
AuH
1
2
1
1
AuH
Uo
Ui
jC1
R1
1
jC1
1
1
jR1C1
幅频响应： AuH
1
2
1
f fH
相频响应：H
arctan
f fH
（1）幅频响应：
AuH
1
2
1
f fH
当f<<fH 时，
AuH
1
1
2
1
f fH
本章讨论的问题：
1.为什么要讨论频率响应？如何制定一个RC网络的频 率响应？如何画出频率响应曲线？
2.晶体管与场效应管的h参数等效模型在高频下还适应吗？ 为什么？
3.什么是放大电路的通频带？哪些因素影响通频带？如何 确定放大电路的通频带？
4.对于放大电路，通频带愈宽愈好吗？
4.1
20 lg Au dB
3dB
0
在绘制频率响应曲线时，常
常采用对数坐标，即幅频响
-20
20dB/十倍频称
-20dB/十倍频称
应和相频响应可分别绘在两 -40
张半对数坐标纸上。这种半
（a ）
0.1fL fL fH
0.1fH fH 10fH
f Hz
对数坐标图，就是横坐标的
频率采用对数分度（即用
（a）幅频响应 （b）相频响应
2. 通频带
20 lg Au dB 3dB
如果采用对数坐标绘制频
0
-20
率响应曲线，那么在波特图中，
放大器的下限频率fL和上限频
-40 （a）
率fH也就是中频电压增益下降
3dB时所对应的两个频率。
H
在实际当中，绘制波特图
90o
一般不需要用逐点描绘的方法 45o
来绘制曲线的，而是采用折线 0o
随着f的上升，
AuH
越来越小
两条直线的交点f H称为转折频率。
(2)相频响应：
H
arctan
f fH
当f<<fH 时， H 0
当f>>fH 时，H 90
当f = fH 时， H 45O
可以利用RC低通电路来模 拟放大电路的高频响应。
20lg AuH dB 3dB
当f>>fH 时，
AuH
1
fH
2
1
f fH
f
20lg AuH dB 3dB
0
-20
-20dB/十倍频程
-40 （a）
H
0o
0.01fH 0.1fH fH 10fH 100fH
f Hz
f Hz
-45o
-45O/十倍频程
-90o
（b）
图5.4 R C 低通电路的频率响应 （a）幅频响应 （b）相频响应
3.幅频失真和相频失真
放大器不能使不同频率的信号得到同样的放大，使输出波形 产生失真，这种失真称为频率失真，又称为线性失真 。
频率失真又包括幅度失真和相位失真。
幅度失真：是由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同 而引起输出波形产生的失真。
相位失真：是由于放大器对不同频率信号的相位移不同而 引起输出波形产生的失真。
H
lgf）,幅频特性的纵坐标
90o
为
20lg | Au |
，单位为分贝
45o
（dB），放大倍数用分贝作 0o
单位时，常称为增益。相频
特性的纵坐标仍为φ，不取
-45o
对数。这时得到的频率响应 -90o
曲线称为对数频率响应或波
（b ）
特图。
-45o/十倍频称
f Hz -45o/十倍频称
图5.17 放大电路的频率响应
2. 通频带
Au Aum 0.707Aum
BW fH fL
fL
fH
f Hz
在中频区各种电容的影响均可以忽略不计，电压放大 倍数Au基本上不随信号频率而变化，保持常数。
在低频区，放大电路的耦合电容和发射极旁路电容的
影响不可忽略，会使放大倍数下降；
在高频区，此时三极管的极间电容和接线电容的影响不 可忽略，也会使放大倍数下降。
放大电路的电压放大倍数Au是频率的函数，这种 函数关系称为放大电路的频率响应或频率特性。
Au
Uo ( j) Ui ( j)
Au Au ( f )( f )
Au( f )表示电压放大倍数的模与频率f的关系，称为幅频响应
φ( f )表示放大电路输出电压与输入电压之间的相位差与频 率f的关系，称为相频响应
第四章 放大电路的频率响应
第四章 放大电路的频率响应
4.1 频率响应的概念 4.2 晶体管的高频等效模型 4.3 场效应管的高频等效模型 4.4 单管放大电路的频率响应 4.5 多级放大电路的频率响应 4.6 放大电路的阶跃响应
本章重点和考点：
1、晶体管、场效应管的混合π模型。
2、单管共射放大电路混合π模型等效电路图、 频率响应的表达式及波特图绘制 。
f fH
放大电路的对数频率特性称为波特图。
2
20 lg Au 20 lg
1
f fL
则有：当f fH ,时， 20lg Au 20lg1 0 dB
ui
3.幅频失真和相频失真
O t
uo
(a)幅度失真 （a）O
t
uo
(b) 相位失真
（b）O
t
4.1.2 RC电路的频率响应
1. RC低通电路
R1
+
+
Ui
C1
Uo
_
_
时间常数τH=R1C1，令
fH
H 2
1
2 H
1
2 R1C1
AuH
1
1 j
1 1 j
f
H
fH
图5.3 RC低通电路
近似的方法，这是工程上一种
-45o
既简便又实用的方法。后面我
-90o
们会结合绘制RC电路的频率响 （b）
20dB /十倍频称
-20dB /十倍频称
0.1fL fL
fH
0.1fH fH 10fH
f Hz
-45o/十倍频称
f Hz -45o/十倍频称
应（波特图）进行介绍。
图5.17 放大电路的频率响应
（a）幅频响应 （b）相频响应
研究放大电路频率响应的必要性
由于放大电路中存在电抗性元件及晶体管极间电 容，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。
小信号等效模型只适用于低频信号的分析。 本章将引入高频等效模型，并阐明放大电路的上限 频率、下限频率和通频带的求解方法，以及频率响应 的描述方法。
频率响应的概念 1.频率响应与通频带
0
-20
-20dB/十倍频程
-40 （a）
H
0o
0.01fH 0.1fH fH 10fH 100fH
f Hz
f Hz
-45o
-45O/十倍频程
-90o
（b）
图5.4 R C 低通电路的频率响应 （a）幅频响应 （b）相频响应
随着f的上升，H 越来越小
(3) 低通电路的波特图
AuH
1
2
1
1
AuH
Uo
Ui
jC1
R1
1
jC1
1
1
jR1C1
幅频响应： AuH
1
2
1
f fH
相频响应：H
arctan
f fH
（1）幅频响应：
AuH
1
2
1
f fH
当f<<fH 时，
AuH
1
1
2
1
f fH
本章讨论的问题：
1.为什么要讨论频率响应？如何制定一个RC网络的频 率响应？如何画出频率响应曲线？
2.晶体管与场效应管的h参数等效模型在高频下还适应吗？ 为什么？
3.什么是放大电路的通频带？哪些因素影响通频带？如何 确定放大电路的通频带？
4.对于放大电路，通频带愈宽愈好吗？
4.1
20 lg Au dB
3dB
0
在绘制频率响应曲线时，常
常采用对数坐标，即幅频响
-20
20dB/十倍频称
-20dB/十倍频称
应和相频响应可分别绘在两 -40
张半对数坐标纸上。这种半
（a ）
0.1fL fL fH
0.1fH fH 10fH
f Hz
对数坐标图，就是横坐标的
频率采用对数分度（即用
（a）幅频响应 （b）相频响应
2. 通频带
20 lg Au dB 3dB
如果采用对数坐标绘制频
0
-20
率响应曲线，那么在波特图中，
放大器的下限频率fL和上限频
-40 （a）
率fH也就是中频电压增益下降
3dB时所对应的两个频率。
H
在实际当中，绘制波特图
90o
一般不需要用逐点描绘的方法 45o
来绘制曲线的，而是采用折线 0o
随着f的上升，
AuH
越来越小
两条直线的交点f H称为转折频率。
(2)相频响应：
H
arctan
f fH
当f<<fH 时， H 0
当f>>fH 时，H 90
当f = fH 时， H 45O
可以利用RC低通电路来模 拟放大电路的高频响应。
20lg AuH dB 3dB
当f>>fH 时，
AuH
1
fH
2
1
f fH
f
20lg AuH dB 3dB
0
-20
-20dB/十倍频程
-40 （a）
H
0o
0.01fH 0.1fH fH 10fH 100fH
f Hz
f Hz
-45o
-45O/十倍频程
-90o
（b）
图5.4 R C 低通电路的频率响应 （a）幅频响应 （b）相频响应
3.幅频失真和相频失真
放大器不能使不同频率的信号得到同样的放大，使输出波形 产生失真，这种失真称为频率失真，又称为线性失真 。
频率失真又包括幅度失真和相位失真。
幅度失真：是由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同 而引起输出波形产生的失真。
相位失真：是由于放大器对不同频率信号的相位移不同而 引起输出波形产生的失真。
H
lgf）,幅频特性的纵坐标
90o
为
20lg | Au |
，单位为分贝
45o
（dB），放大倍数用分贝作 0o
单位时，常称为增益。相频
特性的纵坐标仍为φ，不取
-45o
对数。这时得到的频率响应 -90o
曲线称为对数频率响应或波
（b ）
特图。
-45o/十倍频称
f Hz -45o/十倍频称
图5.17 放大电路的频率响应