模电课件放大电路的频率响应
电子技术精品课程模拟电第5章 放大电路的频率响应 40页-PPT课件
1 (
f
)2
1 L fL 2 2 RC
fL arctg( ) f
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5.1.3 RC低通电路 1. 频率响应表达式：
第5章 放大电路的频率响应
R
1
. Av =
Vo
Vi
.
1 1 j RC
1 j
H
+ . Vi -
C
RC低通电路
+ . Vo -
1 式中 H RC
（Cπ）
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用
g m代替 V b' e
.
.
Ib
.
.
第5章 放大电路的频率响应
用 g m V代替 b' e 无关。
I b0 β 与频率有关，而g 与频率 ，因为 m
可画出混合π型高频小信号模型:
Cμ
（Cμ ）
（Cπ）
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2. 简化的混合π模型
Cμ
第5章 放大电路的频率响应
rb’c很大，可以忽略。 rce很大，也可以忽略。
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第5章 放大电路的频率响应
将Cμ 折合到输入和输出回路，条件是流过电容器Cμ 的电流不变。
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第5章 放大电路的频率响应
合并电容
很小去 掉!
简化的混合π模型
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3. 混合π参数gm 的估算
低频时， 混合π模型与H参数模型等效
第5章 放大电路的频率响应
r r r be b b b e
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5.2 三极管的高频等效模型
5.2.1 三极管的混合π型模型 1.物理模型(完整模型)
rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的 基区内的一个点。 re --- 发射结电阻
模拟电子技术课件第6章 放大电路的频率响应
解放军理工大学通信工程学院
一、单管共射放大电路的频率分析
单管共射放大电路
高频响应
分析思路:
不需要考虑耦合电容的 影响—C1，C2，CE短路 需要考虑三极管的电容 效应—Cπ、C µ
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一、单管共射放大电路的频率分析
单管共射放大电路
低频响应
分析思路: 需要考虑耦合电容的影 响—C1，C2，CE 不需要考虑三极管的电 容效应—Cπ、C µ断路
解放军理工大学通信工程学院
6.2 三极管的高频等效特性
一、晶体管的完整小信号模型
解放军理工大学通信工程学院
二、单向化的高频等效模型
C （1 | Au |)Cμ
C μ C μ
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三、场效应管的高频等效模型
Cgs ' Cgs (1 Au )Cgd
Cds ' Cds Cgd
C2
RL Ce
＋输
出
uo
信 号
－
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高、低频信号对各种电容的影响
解放军理工大学通信工程学院
i
一、频率失真
0
t
1、幅度失真
基波 10
Ui(t)
0 t
0 t
输入电压
二次 谐波
6
0
t
三次 谐波
3
0
t
解放军理(工a)大学通信工程学院
一、频率失真
1、幅度失真
Ui(t)
0
t
输入电压
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思考：中频增益的求解方法
Ausm
Ri Rs Ri
rb'e rbe
《模拟电子技术》课件第5章放大电路的频率响应
中频增益或通 带源电压增益
f
H
1 2πRC
上限频率
②高频响应和上限频率
共射放大电路
A VSH A VSM 1
1 j( f
/
fH )
RC低通电路
A VH
1
1 j( f
/
fH )
频率响应曲线变化趋势相同
幅频响应
20l g|A VSH | 20l g|A VSM |
20lg
1
1 ( f / fH )2
最大误差 -3dB
1 fH 2 πRC
fH称转折频率，上限截止 频率（上限频率），AVH(s) 的极点频率。
10
2. 低频特性
---- RC高通电路
RC高通电路
RC电路的电压增益：
AVH
Vo Vi
R
R
1
j ωC
1
1 1
j 2 πfR C
令
fL
1 2 πR
C
AVH
Vo Vi
1
1 j(fL /
f)
gmV b'e rce—c-e间的动态电阻(约100kΩ)
Cbe --发射结电容
互导
gm
iC vBE
VCE
iC vBE
VCE
2.混合等效电路中各元件的讨论： 简化模型 rce RL 略去rce
rbc
1 jω Cbc
略 去rbc
混合型高频小信号模型
晶体管的混合Π型等效电路
3.混合型等效电路的获得 低频时，混合模型与H参数模型等价
β0
1 ( f / fβ )2
的相频响应 arctg f
fβ fβ ——共发射极截止频率
【图文】模拟电子技术基础课件第15讲 放大电路的频率响应
讨论一：讨论一：时间常数分析 ' 分别考虑C1、C2、Ce、C π所确定的截止频率。
C2、Ce短路，C π开路，求出短路， ' 开路， C1、Ce短路，C π开路，求出短路， '开路， C1、C2短路， C 短路， ' 开路，开路，求出πτ 1 = ( Rs + Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe C1 τ2 = ( Rc + RL C2 rbe + Rs ∥ Rb1 ∥ Rb2 τ e = ( Re ∥ C e 1+ β C1、 C2、 Ce短路，求出短路， ' π ' τ C = [ rb'e ∥ ( rbb' + Rs ∥ Rb1 ∥ Rb2 ] Cπ讨论一：讨论一：电压放大倍数分析τ 1 = ( Rs + Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe C1 τ 2 = ( Rc + RL C2 rbe + Rs ∥ Rb1 ∥ Rb2 τ e = ( Re ∥ C e 1+ β ' π f L1 = 1 (2πτ 1 f L2 = 1 (2πτ 2 f L3 = 1 (2πτ e f H = 1 (2 πτ C ' π很小！很小！ ' τ C = [ rb'e ∥ ( rbb' + Rs ∥ Rb1 ∥ Rb2 ] Cπ j3 f 3 f L1 f L2 f L3 & & Au = Aum ⋅ (1 + jf f L1 (1 + jf f L2 (1 + jf f L3 (1 + jf f H讨论二已知某放大电路的幅频特性如图所示，特性如图所示，讨论下列问题： & Au = ? 1. 该放大电路为几级放大电路该放大电路为几级放大电路? 2. 耦合方式耦合方式?3. 在 f ＝104Hz 时，增益下降多少？附加相移＝？增益下降多少？附加相移φ’＝？4. 在 f ＝105Hz 时，附加相移？附加相移φ’≈？5. 画出相频特性曲线；画出相频特性曲线；6. fH＝？清华大学华成英 hchya@。
模电课件 第五章 放大电路的频率响应.ppt
3、混合π模型的主要参数
rbe
（1
0）
UT I EQ
gm
I c U be
0 Ib
U be
0 Ib
Ib rbe
0 I EQ 1 0 UT
I EQ UT
（
为
0
低
频
段
电
流
放
大
系
数，
0
1）
从半导体器件手册中可以查得参数Cob，与Cμ近似，计算时
2019/12/4
（C C C） (5.2.1)
模电课件
0
1 j
f
f
2、 的波特图
2019/12/4
20 lg 20 lg 0 20 lg
1
f f
2
arctan f
f
20lg 0 20lg
Irbe
Ic
IC
Ub（e rg1bmeUbjeC）
1 rbe
0
rbe
jC
1
0 特殊的C j rbeC
的频率响应与低通电路相似，fβ为 的截止频率，称为共射
截止频率。
特殊的C
1
1
f 2 2 rbeC
rbb 为基区体电阻，rbe 为发射结电阻，rbc rbc ，rbe rbe 。
根据半导体物理的分析，Ic与Ube 成线性关系，与频率无关。gm为
跨导，是一个常数，表明
2019/12/4
U
be
对模I电c课的件 控制关系，Ic
g mU be。
模拟电子技术课件：第15讲 放大电路的频率响应
4. 电压放大倍数的波特图
全频段放大倍数表达式：
Aus
U o U s
Ausm ( j
f) fL
(1 j f )(1 j f )
fL
fH
Ausm
(1 fL )(1 j f )
jf
fH
5. 带宽增益积：定性分析
Ausm
Ri Rs
Ri
rb'e rbe
[gm (Rc
∥ RL )]
fbw＝ fH－ fL≈ fH
fL
fH
fL> fL1， fH< fH1，频带变窄！
≈0.643fH1
二、多级放大电路的频率响应
对于N级放大电路，若各级的下、上限频率分别为fL1～
fLn、 fH1～ fHn，整个电路的下、上限频率分别为fL、 fH，
则
fL fLk
f
H
f Hk
(k 1,2,, n)
fbw fbwk
由于
rb'e rbe
[gm (Rc
∥ RL )]
fH
2π [rb'e ∥(rbb'
1
Rb ∥ Rs )]Cπ'
Cπ' Cπ (1 gmRL' )Cμ
若rbe<<Rb、 Rs<<Rb、gmRL' 1、gmRL' Cμ ，则可以证明
图示电路的
约为常量
Aum fH
1 2π(rbb' Rs )Cμ
说明决定于 管子参数
20lg Au
n 20lg Auk
k 1
n
k
k 1
求解使增益下降3dB的频 率，经修正，可得
模拟电路网络课件第十四节放大电路的频率响应解读
模拟电路网络课件第十四节:放大电路的频率响应在实际应用中，RC耦合放大器的幅频特性曲线如图所示。
我们将全频域分为三个频区：中频区、高频区、低频区。
中频区：在一个较宽的频率范围内，曲线是平坦的。
即放大倍数不随信号频率而变。
（在此频率范围内，耦合电容、射极旁路电容视为短路，极间电容视为开路）。
中频区放大倍数用AVM表示。
高频区（f 高于fH的频率范围）：当信号频率升高时，放大倍数随频率的升高而减小。
（在此频率范围，幅频特性主要受BJT的极间电容的影响）。
低频区（f 低于fL的频率范围）：当频率降低时，放大倍数随频率的降低而减小。
（在此频率范围，幅频特性主要受耦合电容和旁路电容的影响）。
上限截止频率（fH）：当AV下降为0.707AVM时所对应的高端信号频率；下限截止频率（fL）：当AV下降为0.707AVM时所对应的低端信号频率。
通频带（BW）：fH和fL之间的频率范围称为放大电路的通频带或带宽。
BW=fH-fL3、波特图在研究放大电路的频率响应时，由于信号的频率范围很宽（从几赫到几百兆赫以上），放大电路的放大倍数也很大（可达百万倍），为压缩坐标，扩大视野，在画频率特性曲线时，频率坐标采用对数刻度，而幅值（以dB为单位）或相角采用线性刻度。
在这种半对数坐标中画出的幅频特性和相频曲线称为对数频率特性或波特图。
如低通电路的波特图如图所示。
3.7.1 单时间常数RC电路的频率响应一、RC低通电路的频率响应由于放大电路高频区的频率响应可用图1所示的RC低通电路来模拟。
下面我们分析RC低通电路的频率响应。
图11、频率响应（1）令（2）得（3）其中幅频响应为（4）相频响应为（5）2、幅频响应波特图图4根据式（4）幅频响应可在波特图中用两条直线来近似描述：（1）当时用分贝表示为：（2）当时用分贝表示为此直线的斜率为－20dB/十倍频程，它与零分贝线在处相交。
近似的幅频响应如图2(a)所示。
3、相频响应根据式（5）作出相频响应，它可用三条直线来近似描述：（1）当时，，得一条的直线。
模拟电子技术基础课课件-5放大电路的频率响应
在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路 电容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。
在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和 分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号 损失，放大能力下降。
§5.2 晶体管的高频等效电路
一、混合π模型
一、混合π模型
1. 模型的建立：由结构而建立，形状像Π，参数量纲各不相同。
90o arctan
f
fL
使输出电压幅值下降到 70.7%，相位为±45º的信 号频率为截止频率。
二、高通电路和低通电路
2. 低通电路:信号频率越低，输出电压越接近输入电压。
. I
Uo滞后Ui，当 f 时；
. Ui
Uo 0，Uo滞后Ui 90。
.
Uo
1
A
UO
Ui
jC 1
R
1
1 j RC
相频特性，用三段直线取代曲线；以10fL和0.1fL为两个拐点。
20 lg
Au
20lg
f fL
20lg
1
f fL
2
2、低通
Au
1
2
1
f fH
arctan
f fH
2
20lg Au 20lg
1
f fH
四、放大电路中的频率参数
结电容
高通 电路
低通 电路
下限频率
fbw fH fL 上限频率
1、高通
2
f
f
20 lg Au
20lg 20lg fL
1
fL
在电路的近似分析中，为简单起见，常将波特图的曲线折线 化，称为近似的波特图。
近似的波特图：对于高通电路，在对数幅频特性中，以截止频率fL为拐点，有两段直线近
(模拟电子技术基础教学课件)6.频率响应01
1
jCb2
gmVgs
由前两个方程得
gm V gsg1m1j1Cs RsiRgRg j1Cb1V s
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数 代入第3Байду номын сангаас方程得源电压增益
A V SL V V o s R L R dR L R dj1 C b2 g 1 m1j 1 C sR s iR g R gj1 C b1
1.5 放大电路的主要性能指标—频率响应
B.频率失真（线性失真）
没有新频率产生
幅度失真： 对不同频率的信号增
益不同，产生的失真。
相位失真： 对不同频率的信号相
移不同，产生的失真。
1.5 放大电路的主要性能指标—频率响应
5. 非线性失真
由元器件非线性特性
引起的失真。
I
非线性失真系数:
t O
Vo2k
2V S 1 ——三次谐波分量 π3
1.5 放大电路的主要性能指标—频率响应
A.频率响应及带宽
在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态 响应，称为放大电路的频率响应。
电压增益可表示为
AV(j)VVoi((jj))
V V oi((jj ))[o()i()]
或写为 A VA V() ()
. RL Vo
Rs
Cs
－
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数 定性讨论
Cb1 g ＋
输入回路
1
C b1
Rg上的电压
Rsi
. ＋ Vi Rg . Vs －
－
| Vgs |
. d Id
Cb2
＋
＋