第3章 放大电路的频率特性

在高频区β与 f 的关系 ：
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& 0
1 j f f
f ——信号工作频率 f β— 三极管的截止频率 β0 ——中频区的值
fT——特征频率
模值
0
1
f f
2
幅角
tg 1
f f
3.2.1 共发射极电流放大系数β的截止频率 f β
当 值下降到β0 的 0.707 倍时所对应的频率定义为三极管 β 的截止频率。
分布电容。
UCC
CF Rb1
RC
C2
CF
C1
Cj
RS
Cj
RL
UC0F
US
CF Rb2
RE
CE
1. 频率特性 ： 这些电容的容量对不同频率信号放大时，对其幅值和相位
则不相同，所以放大倍数是频率的函数。因此放大电路存
在频率响应，又称为频率特性。
2. 放大电路的各种电容 1).人为接入的电容： （容量较大，为μF 数量级）
0
1
f f
2
当 f = f β 时， = 0.707 β0
3.2.2 特征频率 fT
当 值下降到 1 时所对应的频率定义为 β的特征频率 f T 。
当 f = f T 时 , =1
0
1
1
fT f
2
一般 f T 1
f
得到
fT f 0
3.2.3 共基极电流放大系数α的截止频率 fα
第三章 放大电路的频率特性
3.1 频率特性的一般概念 3.2 三极管的频率参数 3.3 共 e 极放大电路的频率特性 3.4 多级放大电路的频率特性
3.1 频率特性的一般概念
通常放大电路的输入信号不是单一频率的信号，而是
由各种不同的频率分量组成的复杂信号。放大电路存在耦
合电容；旁路电容，三极管存在结电容，电路联线间存在
RC 低通电路的幅频与相频特性 (无配音） RC 高通电路的幅频与相频特性 （无配音）
8. 共射极放大电路的频率特性曲线
综上所述，共射极放大电路的电压放大倍数在三个频区是频
率的函数，其表达式为 Au Au
Au---放大倍数的幅值 Φ ---放大倍数的相位角
低频区
中频 区
高频区
3.1.2 线性失真 频率失真又称为线性失真，它包括幅频失真和相频失真。而 前面讲的饱和失真；截止失真则称为非线性失真。两者的区 别是线性失真不会产生新的频率信号，而非线性失真可以产 生新的频率信号。
C
rb’c rbb′
Cμ
B
B′
rb’e
Cπ
E
三极管电容效应
Cμ
I&b
B
U&be B′
r r bb′ rb’e
U&beCπb’c
gmU&be
I&c C
rce
E
三极管混合π型等效电路
b
I&b b
C
rbc
c I&c
rbb rbe
C U&be
gmU&be
rce
e
阻值大
受控源用 gmU&be 表示，而不用 &I&b 表示，其原因是 I&b 不仅
r I b
bb′ B′ B
Ic CB
r Ub′e
b′e
g m Ub′e
E
EE
图 a π型混合等效电路
Ib
Ic
C
rbe β I b
E
图b h参数微变等效电路
从两图上可得： rbe
rbb rbe
定义 &下降到α0 的0.707倍时所对应的频率fα为α的截止频率。
0
f
1 j
f
fβ，fα，fT 三者之间的关系：
f fT 0 f
3.2.4 三极管的混合参数 —— 型等效电路
当放大电路必须考虑电容效应时，h 参数也将是频率的 函数，分析时十分困难，为此引入混合参数π型等效电路。
1、完整的混合参数π型电路。
低频区 ：耦合电容、旁路电容的容抗不可以忽略的频率范 围。在低频区，耦合电容、旁路电容的容抗要计算，结 电容、分布电容可视为开路。
高频区 ：结电容、分布电容的容抗不可以忽略的频率范围。 在高频区，耦合电容、旁路电容视为短路，结电容、分布电 容的容抗不可忽略。
7. 考虑电容影响的等效电路 下面我们以电阻与电容这两种无源元件组成的网络来分析 输出电压与输入电压的关系。
⑴ 高通电路
输出从电阻两端取出：
U&o
U&i R R j XC
(XC
1
2 f
) C
⑵ 低通电路
输出从电容两端取出：
U&o
U&i ( j X C ) R j XC
XC
1
2 f
C
通过上面的分析，我们可以看到当电容处在电路不同
位置时，电路输出的电压是不同的。输出电压的大小不仅
与信号的频率有关，还与电容容量的大小有关。
ui 复合信号
基波 四次谐波 二次谐波
ωt
0
输入信号的合成
4. 幅频特性和相频特性
幅频特性 ： 指放大电路放大倍数的幅值与频率的关系。 相频特性 ： 指放大电路放大倍数的相位与频率的关系。 5. 幅频失真和相频失真
幅频失真 ： 指放大器对不同频率成分的信号放大倍数不同， 使放大后的输出波形产生的失真。 相频失真 ： 指放大器对不同频率成分的信号相位移不同， 使放大后的输出波形产生的失真。 6. 放大电路三个频区的划分: 中频区、低频区、高频区。 中频区 ：对各种电容的容抗均可以忽略的频率范围。在 中频区耦合电容、旁路电容视为短路；三极管结电容，电 路分布电容视为开路。
耦合电容 ： C1 ；C2 旁路电容 ： Ce
CF Rb1 C1
RC
C2
Cj
UCC CF
RS
Cj
RL
UC0F
US
CF Rb2
RE
CE
2).客观存在的电容： （容量较小，为pF 数量级) 结电容 ： Cj 分布电容： CF
3. 输入信号的频率 ： 输入信号往往不是单一频率的，而是多频率信号的叠
加，如图所示。由于放大电路存在各种电容,各种信号通 过放大电路时，被放大的幅值和相位移也是不同的。
失真
失真
3.2 三极管的频率参数
实验证明放大电路中的耦合电容和旁路电容主要影响低 频特性。三极管的极间电容和电路的分布电容主要影响高频 特性。三极管的电流放大系数β、α在三个频区随着频率的变 化而变化。即它们也是频率的函数。 在低频区和中频区β、α可以认为是一个常数。一般用 、0 0 表示。在高频区随频率的变化而变化。
包括流过 rbe 的电流还包括流过电容Cπ的电流。因此 I&不c 再 与控制电流 I&b 成正比，理论分析证明受控源与电压 U&be 成 正比。g m 称为跨导,它表示U&be 变化 1V 时集电极电流I&c 的变
化量，其单位为 mA/V 。
1. 三极管在低频区和中频区的混合 π 型等效电路
由于在低频区和中频区，三极管的结电容Cπ，Cμ视为开 路，π型混合等效电路图a所示。与图b的h参数等效电路相比 可得两种等效电路参数之间的关系。