放大电路的频率响应和噪声(ppt)

4.3 晶体管放大电路的频率响应
4.3.1共射放大电路的频率响应 一、共射放大电路的高频响应
1.高频小信号等效电路及其简化模型
UCC
RB1
RC ＋ C2
C1 ＋
＋
Rs
.
＋ RB2
RE
Us
－
RL .
＋
Uo
C3 －
图4.3.1 (a)共射放大器电路
b rbb′
I1
I2
b′
Cbc′
Rs
R L′ c ＋
放大电路的频率响 应和噪声(ppt)
优选放大电路的频率响应和噪声
第4章 放大电路的频率响应和噪声
（1）掌握放大电路频率响应的有关概念，掌握放大 器的低频、中频和高频等效电路 （2）掌握晶体管频率参数、共射电路频率响应特性。 （3）了解单管放大电路频率响应的分析方法。 （4）了解波特图的概念及画法。
f
图 4.1.4 高通电路的频率响应及其波特图
普遍意义的结论
(1)电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数。 (2)当f=fL或fH时，增益下降3dB，且产生+45o或- 45o相移。 (3)近似分析中，可用近似波特图表示放大电路的频率特性。
4.2晶体管的高频小信号模型和高频参数
4.2.1 晶体管的高频小信号模型
图 4.1.4 高通电路的频率响应及其波特图
A u
1 0.707
0
90 45
0
（b）频率响应
20lgAu /dB 对数刻度
0.1 fL f L 10 fL 0 3
对数刻度
f
20dB/十倍频
f
线性刻度
90
45
f
0
45 /十 倍 频
对数刻度
f
（c）波特图
20lgAu 20lg 1 ffL2
arctanfL
(c)阻容耦合放大电路的相频特性
图4.1.3 相频特性
4.1.3 波特图
波特图就是一种采用对数坐标的频率特性曲线。
C
A u
+
+
U i
R
U o
1 0.707
_
_
0
A uU U o i j 1C RR1j1 1 RC 1j1 R 1 C
90
f
Au
1
1jL
1
1j fL
f
45
0
f
（a）高通电路
（b）频率响应
上
限
频
率
）
二、 特征频率fT
|β (j f )| β0 0.707β 0
1 0
fβ
(jf )
0
1( f )2 f
o
1
1 ( fT )2
f
fT
f
fT
o
f
1
2πreCbe
三、共基电流放大系数α(jf )及fα
(jf) (jf) 0 1(jf) 1j f
f
f(10)f, 01 0 0
f fT f
gm
0 rb e
U b eI b(rb e//j 1 C b e)I b1jrb r e b eC b e
图 4.2.2 的分析
(jf)1jr0beCbe 1j0 1j0ff (jf)(jf)
(jf )
0 1 ( f )2
f
(jf )
arctan
f f
f
1 2πrbeCbe
((jf )的
4.1 放大电路的频率响应和频率失真
1.待放大的信号，具有一定的频率范围。 2.放大电路的放大性能与频率有关。
由于电抗元件的存在，使得放大器对不同频率信号 分量的放大倍数和延迟时间不同，那么放大后的信 号各频率分量的大小比例和时间相对关系将不同于 输入信号。由此产生的失真称为频率失真 。
幅频失真和相频失真.avi
起因 结果
线性失真 线性电抗元件引起 不产生新的频率分量
非线性失真 非线性元件引起 产生新的频率分量
4.1.1 放大电路的幅频特性和幅频失真
Au ( jf )
Au ( jf ) 中频增益 A uI
A uI
0.707AuI
0 f
(a)理想幅频特性
低频区
0
fL
下限频率
中频区
BW-3dB 通频带
高频区 f
gmUb′e
Cbe′
rbe′
Us
rce
RC
RL Uo
－
e (b)等效电路(设RB1//RB2>>rbe′ ) 图4.3.1 共射放大器及其高频小信号等效电路
r
b
bb ′
b′
密勒等效电容
c
＋
Rs rbe′
＋ Us
－
I1 Cbe′ CM
e
CM ′
R
′ L
Uo
g m Ube′ －
图4.3.2(a)密勒等效后的单向化等效电路
b′
c
＋
Rs rbe′
＋
.
Us －
Cbe′ CM
e
I2
CM ′
. g m Ube′
R
′ L
. Uo
－
图4.3.2(a)密勒等效后的单向化等效电路
•
•
j1 C M •U I •2 o(U •oU •b U e)oj(C b c)(1U U ••b o e1 )j(C b c)(1A • 1 u)1j(C b c)
b . Ib
rbb′ rb′e
b′
Cb′c . Cb′e Ub′e
. Ic
c
gmUb′e
rce
e
图4.2.1 晶体管的高频小信号混合π模型
4.1.2晶体管的高频参数
一、共射电流放大系数β(j f )及其上限频率fβ
b
b
c
பைடு நூலகம்
.
Ib
rb b
I c
rb e
C be
U b e
gmU be
e
(jf)IIb c c、 e短路 gm IU b be
•
•
j1 C M U I •b 1 e(U •b eU U •o b )ej(C b c)(1U ••o1 )j(C b c)(1A •u)1j(C b c)
•
•
Au
Uo
•
gmRL
Ube
U b e
•
C M C b c(1 A u ) C b c(1 g m R L )
r
b
bb ′
•
Au
Uo
•
gmRL
•
CM (Au•1)Cbc Cbc
Ube
Au
R
′ s
＋
＋
Us′
U be′
－
Ci
gm Ube′
R
′ L
Uo
－
图4.3.2(b)进一步的简化等效电路
C i C b e C M C b e ( 1 g m R L ) C b c R srbe (R Srbb) U •sR srrb bb e rbeU •sR sr berbeU •s
fH
上限频率
G B W A u IBW A u IfH (c)阻容耦合放大电路幅频特性
增益频带积
图 4.1.2 幅频特性
4.1.2 放大电路的相频特性和相频失真
(jf) 2 π ftd (td c o n s ta n t)
(jf )
(jf )
90
0
f
45
0
f
45
fL
90
fH f
(a)理想相频特性
2.高频增益表达式及上限频率
•
A us(j )U U •o s (gm R L R sr berbe )1j1R sC i 1 A juIs H
AuIs
gmRL
rbe (中 Rs rbe
频
区
源
增
益
）
H
2πfH
1 RsCi
...... 为 输 入 回 路 时 常 数 倒 数