9、放大电路的频率响应

②频率响应曲线描述
幅频响应
AVH
1 1 ( f / fH ) 2
最大误差 -3dB
相频响应
H arctan f / f H ) (
最大误差 5.7°
2. RC高通电路的频率响应
①增益频率函数 （电路理论中的稳态分析）
RC电路的电压增益（传递函数）：
AVH ( s )
则
R Vo ( s ) Vi ( s ) R 1 / sC 1 1 1 / sR C
判断练习：
1、BJT属于电流控制电流型器件。（ ）
2、放大电路处于静态时，电路中的电流、电压均为直流。当它 工作在动态时，电路中的电流、电压则均为交流。（ ）
3、大电路设置静态工作点的目的，主要是为了克服晶体管的死 区电压，使晶体管工作在输入特性曲线的线性部分，减小或 消除非线性失真。（ ） 4、共基极放大电路又叫做射极输出器和电压跟随器。（ ）
幅度频率特性
相位频率特性 相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即
∠A ∠Vo ∠Vi ( f )
幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真;
相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。
放大电路的幅频特性和相频特性，也称为频率响
应。因放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从
而使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅
频失真。放大电路对不同频率成分信号的相移不同，
从而使输出波形产生失真，称为相位频率失真，简称 相频失真。幅频失真和相频失真是线性失真。
产生频率失真的原因是:
放大电路中存在电抗性元件 例如耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、
分布电感等;
补充：三极管的()是频率的函数 在研究放大电路高频特性时，三极管的低频小 信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。
选择练习：
1、在共射放大电路中，如果调整Rb使晶体管的集电极电流增大， 则该电路的输入电阻（ ）；输出电阻（ ） A、增大 B、不变 C、减小 2、如果在基本共射放大电路中，输出波形既出现了顶部失真， 又出现了底部失真，那么最有可能是由于（ ） A、RB电阻过大 B、电源电压UCC 过大 C、RB过小 D、输入信号源过大 3、下列说法正确的是（ ） A、共射放大电路既能放大电压，也能放大电流 B、共集放大电路可以放大电压，但不能大电流 C、共基放大电流只能放大电流，不能放大电压 D、以上都错
二、RC电路的频率响应
单时间常数RC电路是指由一个电阻和一个电容 组成的或者最终可以简化成一个电阻和一个电 容组成的电路。
RC低通电路
RC高通电路
1. RC低通电路的频率响应
①增益频率函数 （电路理论中的稳态分析）
RC电路的电压增益（传递函数）：
AVH (s)
又
Vo ( s) 1 / sC 1 Vi ( s) R 1 / sC 1 sR C
AV 1 ( j ) AV 2 ( j ) AVn ( j )
• 前级的开路电压是下级的信号源电压 • 前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗 • 下级的输入阻抗是前级的负载
2. 多级放大电路的频率响应
（以两级为例）
当两级增益和频带均相同时， 则单级的上下限频率处的增益为 0.707 A VM1 。 两级的增益为 (0.707 A )2 0.5 A2VM1 。 即两级的带宽小于单级带宽。 VM1
且令
s j j2πf
1 fH 2πR C
RC低通电路
则
1 Vo AVH Vi 1 j( f / fH )
电压增益的幅值（模） AVH 电压增益的相角
1 1 ( f / fH )
2
（幅频响应）
H arctan f / f H ) （相频响应） (
阻容耦合单级共射放大电路的频率响应
Au
中频区 高频区 在f>fH的高频区 ，BJT的极间电 容和分布电容不 能再被视为对交 流开路，此时的 电压增益随着输 入频率的增加而 变小，相移增大
低频区
Aum 0.707 Aum
在f<fL的低频区，耦 合电容和旁路电容不 O 能再被视为对交流短 路，此时的电压增益 随着输入频率的减小 而变小，相移减小
令f L
1 2RC
RC高通电路
1 Vo AVH Vi 1 - j( f L / f )
幅频响应 相频响应
AVL
1 1 ( fL / f )2
输出超前输入
H arctg( fL / f )
②频率响应曲线描述
幅频响应
AVL
1 1 ( fL / f )2
相频响应
H arctg( fL / f )
频率响应的普遍意义
电路的截止频率决定于相关电容所在回路的时间常数 RC。
1 fL 2πR C
1 fH 2πR C
当输入信号的频率等于上线截止频率或者是下限截止 频率时，放大电路的增益比通频带处下降3dB，且在 通带相移的基础上产生+45或者-45的相移。
四、 多级放大电路的带宽问题
1. 多级放大电路的增益
( j ) Vo ( j ) Vo1 ( j ) Vo2 ( j ) Von ( j ) AV Vi ( j ) Vi ( j ) Vo1 ( j ) Vo( n-1) ( j )
5、射极放大器的电压放大倍数与晶体管的 成正比，与 rbe成反 比。因此，晶体管的值越高，放大器的电压放大倍数越大。 （ ） 6、多级放大电路的增益等于各级放大电路的增益之积，带宽等 于各级放大电路的带宽只和。（ ）
问答：
1、基极分压式射极偏置电路稳定静态工作点Q的原理。 2、BJT放大电路三种组态的特点及用途。 3、放大电路的频率响应。 4、放大电路的频带宽度是怎样定义的。
模拟电子技术基础
第四章 BJT及其放大电路基础
4.7 放大电路的频率响应
一、频率响应的概念 二、RC电路的频率响应 三、BJT的高频小信号模型
一、频率响应的概念
研究的问题： 放大电路对信号频率的适应程度，即信号 频率对放大倍数的影响。 由于放大电路中耦合电容、旁路电容、半 导体器件极间电容的存在，使放大倍数为频 率的函数。 在使用一个放大电路时应了解其信号频率 的适用范围，在设计放大电路时，应满足信 号频率的范围要求。
0° －90° －135° －180° －225° －270°
通频带 fl (a) 幅频特性 fh f
f
(b) 相频特性
在放大电路的通频带中给出了频率特性的概念--幅频特性是描绘输入信号幅度 固定，输出信号的幅度随频率变化 而变化的规律。即 ∣ Vo /Vi A( f ) ∣A ∣= ∣=
互导 gm
iC vBE
VCE

iC vBE
VCE
BJT的高频小信号模型
简化模型
忽略rb'c和rce
混合型高频 小信号模型
讨论：
如何求解一个单级放大电路的频率响应？
在高频范围内，放大电路的耦合电容、旁路电容的容抗 很小，更可视为对交流信号的短路，此时可画出高频小信 号等效电路并进行响应的化简，求解出上限截止频率。 在低频范围内，BJT的极间电容可视为开路，而电路中 的耦合电容、旁路电容的电抗增大，不能再视其为短路， 此时可画出低频小信号等效电路(包含耦合电容和旁路电 容)，然后进行相应的近似，求解出下限截止频率。 • 增益-带宽积： BJT和电路参数都选定之后增益-带宽积基本是个常数， 即通带增益要增大多少倍，其带宽就要变窄多少倍
工程上常用折线化的波特图来近似描述放大电路的频 率响应。
三、 BJT的高频小信号模型 模型的引出
rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的基区内 的一个点。 rb'e---发射结电阻re归算 到基极回路的电阻。
Cbe ---发射结电容
三极管物理模型
rbc ---集电结电阻
Cbc ---集电结电容
• 多级放大电 路的通频带比 它的任何一级 都窄。
纸上得来终觉浅 绝知此事要躬行
实 践：
一个3DG6,一小截磁棒，用漆包线在磁棒上绕90圈左右，8欧 喇叭，3米长的电线做天Leabharlann Baidu，地线接一个大铁皮扔在地上，一 节电池，调节线圈在磁棒上的位置可以调台
填空练习：
1、BJT放大的内部条件是 、外部条件是 。 2、放大电路的动态分析，有 和 二种基本方法。 3、对信号源来说，放大电路相当一个 ，可用其输入电阻Ri 表示，它定义为 。 4、对负载来说，放大电路相当一个具有内阻Ro的 。Ro 称为放大电路的输出电阻，可在输入端信号源 和输出端 负载 的条件下求得。 5、对共射极电压放大器来说，为了提高电压放大倍数，希望输 出电阻Ro 一些；对于功率放大器来说，为了提高电路 带负载能力，希望Ro 一些。（大，小） 6、放大器的静态工作点Q应设置在晶体管输出特性曲线的放大 区，Q点位置过高，将使输出信号产生 失真；Q点位 置过低，将使输出信号产生 失真。