模拟电子电路 频率响应3

R Rc 0 1 V I o c 0 AV Rs 1 jC be/ g m I sR s Vs
Rc 0 1 Rs 1 j( f / fH )
0 其中 0 1 0
gm 其中 fH fT 特征频率 2C be
共集电路的高频响应
0
fT 1 f
1

一般 fT f
0 f
fT
1
fT 0 f
Cb 'e Cb 'c
2 rb 'e Cb 'e Cb 'c 2 rb 'eCb 'e
0
0
gm r 0 b 'e
1
3 (2)根据传递函数画出其频率特性波特图 幅频特性波特图： 相频特性波特图： 2 A( )( dB) ( )
2
H
(其中 H
20
0
-20 -40
1
10 10 2 10 3

3 1
90o 45o
2
1
0o -45o
-90o
10 10 10
2
3
4

3
-60
20dB/10倍频
-45o/ 10倍频
Vo

1 令 : fH ' 2 ( Rs // Rb ' rbb ' ) // rb 'e ) C
A usH 1 1 j
f fH
上限截 止频率
A usM
(4) 全频段总电压放大倍数
全频段总电压放大倍数的复数形式为:
jf / f L1 jf / f L2 1 Aus AusM 1 jf / f L1 1 jf / f L2 1 jf / f H
.
.
.
.
.
.
Us
Cb’c
RL’
Uo
AuH ( s ) AusM
U 0 ( j ) U s ( j )
.
.
AusM
1 j / Z 1 j / P
' (1 ) RL ' Rs rbb ' rb 'e (1 ) RL
p
z
Z P
共基电路的高频响应
*考察晶体管电容C b′e和C CL对高频响应的影响;
b′c以及负载电容
*与共射电路对比，共基电路输入回路 的时常数很小， 上限频率很高。
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图5―14共基电路高频响应的讨论
(a)电路；(b)高频交流通路
• 1. C b′e的影响 : C b′e直接接于输入端， 不存在密勒倍增效应。理论分析的结 果fH1≈fT。
1 ' 2 [(Rs // Rb' rbb ) // rbe ][Cbe (1 g m RL )Cbc ]
上限截止频率电路中三极管的极间电容决定。
共基极电路频带最宽，无密勒电容 , 共基电路频率特性最好、共发最差。
提 高 上 限 频 率 的 方 法
1）选rbb 、 Cbe、 Cbc小、T 高的三极管 使fH
第5章 结束
下集预告
第六章 反馈
（b）高频小信号等效电路
共基极放大电路的高频响应 ②高频响应 列 e 点的KCL
忽略 Rs
I s
r be //(1 / jC be)
rbb C bc V
be
0 gmV be
gm
g V 而 I o m be
所以电流增益为
0
rbe
电压增益为
0 /(1 0 ) I o 1 jC be/ g m Is 0 1 jC be/ g m
•
2. C b′c及CL的影响 Cb′c直接接到输出端，也不存在密勒倍增效应。输出端 总电容为 Cb′c+CL 。此时，输出回路时常数为 RL’(Cb′c + CL)，输出回路决定的fH2为
fH 2
1 1 (Cbc CM ) 2RL (Cbc CL ) 2RL
共基极放大电路的高频响应 ①高频等效电路
• 共集电路如图5―13(a)所示。与共 射电路对比，共集电路的高频响应比共 射电路要好得多，即 • f H(CC)>>f H(CE)。
图5―13共集电路高频响应的讨论 (a)电路；(b)高频交流通路及密勒等效
• 1. Cb′c的影响 • 由于共集电路集电极直接连接到电源UCC，所 以Cb′c相当于接在内基极“b′”和“地”之间，不存在 共射电路中的密勒倍增效应。因为Cb′c本身很小(零点 几～几 pF), 只要源电阻 Rs 及rbb′较小， Cb′c 对高频响应 的影响就很小。
例选择正确答案填入空内。
（ 3）当信号频率等于放大电路的fL 或 fH时，放大倍数 的值约下降到中频时的 B。 A.0.5倍 B.0.7倍 C.0.9倍 A 即增益下降 。 A.3dB B.4dB C.5dB （4）对于单管共射放大电路，当f ＝ fL时，输出与输 C 入相位关系是 。 A.＋45˚ B.－90˚ C.－135˚ C 当f ＝ fH时，输出与输入的相位关系是 。 A.－45˚ B.－135˚ C.－225˚
2)采用恒压源（ RS 0）激励：
3)在电路输入端采用低阻节点（即RS小）。 4) 在电路输出端也采用低阻节点（即 RL小）
5) 改进集成工艺，通过提高管子特征频率fT 扩展 fH。
6)利用组合电路扩展上限频率fH。
7) 在放大电路中引入负反馈扩展上限频率fH。
例选择正确答案填入空内。
（ 1 ）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可 以得到它的频率响应，条件是 A 。 A.输入电压幅值不变，改变频率 B.输入电压频率不变，改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化 （ 2 ）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降 B 的原因是 ，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原 因是 A 。 A.耦合电容和旁路电容的存在 B.半导体管极间电容和分布电容的存在。 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适
I
Z
+ Vi -
K
+ Vo -
+ Vi -
I
Z1
I+
K
Z2
Vo -
Vi - Vo Vi - KVi 1- K I= = = Vi Z Z Z
Vi Z = = Z1 I 1- K
---密勒定理
3. CL的影响
Rs rbe Rs Rs 26m V Ro re 1 1 1 I CQ 只要源电阻 Rs 较小，工作点电流 ICQ较大，则 Ro 可以做到很小。
(5)全频段放大倍数波特图
如果 fL1＞fL2， 可以画出 单级基本 放大电路 的波特图， 如图所示。
例子2：试分析如下电路的频率特性RC=10-3 （分析步骤） 解:(1)写出电路的传递函数
A uo R ui R 1 RC j jC 1 1 j 1 103 ) RC
gm 2 Cb 'e
几个上限频率的比较
1 f 2 (Cbe Cbc )rbe
的上限频率
1 共发射极 f He 2 [( Rs || Rb ' rbb ) // rbe ][Cbe (1 g m RL ' )Cb上限频率 c]
fHb gm fT 共基极上限频率 2C be
.

A usM
Rb ' // rbe 0 RL ' Rs Rb ' // rbe rbe
(5)全频段放大倍数波特图
如果 fL1＞fL2， 可以画出 单级基本 放大电路 的波特图， 如图所示。
小结
基本要求： 1. 理解频响的概念 2. 理解波特图的画法； 3. 掌握单管共射电路的频率响应分析 方法。
所以时常数 RoCL很小，fH2很高。因此说共集电路 有很强的承受容性负载的能力。
共集极放大电路的频率响应
. U b 'e Uo g m U b 'e ' 1 RL || rb 'e ' jCb 'e . .
rbb’
Rs
b’
rb’e
Cb’e
gmUb’e
U s U b 'e U o U b 'e U o U b 'e 1 1 RS rbb ' || rb 'e ' ' jCb 'c jCb 'e
• 2. C b′e的影响 • 这是一个跨接在输入端与输出端的电容，利用 密勒定理将其等效到输入端, 则密勒等效电容为 Z Z1 ) C Cbe (1 Au
1- K
A′u 为共集电路的电压增益，是接近于 1 的正值， 故Cμ<<C b′e。 Z
1 1K
Z2
高频等效模型的单向化
(2)根据传递函数画出其频率特性波特图 幅频特性波特图：
H
A( )( dB)
0 -3 -20 -40 -20dB/10倍频
10 3
相频特性波特图： ( )
10 4
10 5

0o -45o -90o
0.1 H
H
10 H

-45o/ 10倍频
返回
例题2
高频段
AusH
1 AusM 1 j ( R // R ' r ' ) // r C ' s b bb b ' e Vs
返回
90o
90o
0o fL2 fL1 考虑下限频率时的附加相移
0o
-90o fH 考虑上限频率时的附加相移
例子1：试分析如下电路的频率特性RC=10-3（分析步骤） 解:(1)写出电路的传递函数
A uo 1 1 jC (其中 H 103 ) ui R 1 RC 1 j jC 1
fT 0 f 特征频率
f He f f Hb f T
共基极电路频带最 宽，无密勒电容。
Exit
f 1/ 2 (Cbe Cbc )rbe
共射 上限 频率 结 论
几个上限频率的比较
共基
gm fT 2C be
共集
' Rs rbb ' rb 'e (1 ) RL ' 2 ( Rs rbb ' RL ) rb 'e cb 'e
1 1 T rb 'e cb 'e re cb 'e
' Rs rbb ' rb 'e (1 ) RL ' ( Rs rbb ' RL ) rb 'e cb 'e


0
三极管的频率参数fβ和fT
1 ( ff ) 2
f T ：频率增大使| |下降到 0dB （ | |=1）时的 频率，称为特征频率。