第3章 放大电路频率特性

幅频失真 ： 指放大器对不同频率成分的信号放大倍数不同，
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。
ui
复合信号
基波 四次谐波 二次谐波
0
ωt
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 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。
化量，其单位为 mA/V 。
⑴ 高通电路
输出从电阻两端取出： Ui R Uo R j XC (XC 1 ) 2 f C
⑵ 低通电路
输出从电容两端取出： Uo
XC
U i ( j X C ) R j 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。
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
A 率的函数，其表达式为 A u u
Au---放大倍数的幅值 Φ ---放大倍数的相位角
中频 区 低频区
高频区
1、完整的混合参数π型电路。
C Cμ
B
rb’c rbb′ rb’e
Ib
Cμ
B′ B
U be B′
Ic
C
rbb′ rb’c rb’e U beCπ
E
Cπ
gmUbe
rce
三极管混合π型等效电路
E
三极管电容效应
C
b
Ib
rb b rbe
b
C
rbc
U be
c
Ic
rce
gmUbe
e
阻值大 受控源用 gmUbe 表示，而不用 Ib 表示，其原因是 Ib 不仅 包括流过 rbe 的电流还包括流过电容Cπ的电流。因此 I不再 c 与控制电流 Ib 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 Ic 的变
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。
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。 在高频区β与 f 的关系 ：

0
f 1 j f
f ——信号工作频率 f β — 三极管的截止频率 β
0
——中频区的值
fT——特征频率
wenku.baidu.com 模值
0 f 1 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。
1
一般 3.2.3
fT 1 f
得到
f T f 0
共基极电流放大系数α的截止频率 fα
0 f 1 j f
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。

fβ，fα，fT 三者之间的关系：
f f T 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。
第三章
3.1
3.2 3.3 3.4
放大电路的频率特性
频率特性的一般概念
三极管的频率参数 共 e 极放大电路的频率特性 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 分布电容。
UCC CF Rb1 C1 RS US CF Rb2 RC Cj Cj RE RL CE U C0F
C2
CF
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μ F 数量级） 耦合电容 ： C1 ；C2 旁路电容 ： Ce

0 f 1 f
2
当 f = f β 时， = 0.707 β0
3.2.2
特征频率 fT
0
f 1 fT 2
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
UCC CF Rb1 C1 RC Cj Cj CF Rb2 RE RL CE U C0F C2 CF
RS
US
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。