模擬電子技術基礎第五章放大電路的頻率響應本章目錄§5.1頻率響應的有關概念§5.2晶體管的高頻等效電路§5.3放大電路的頻率響應2025/4/282§5.1頻率響應的有關概念一、本章要研究的問題二、高通電路和低通電路三、放大電路中的頻率參數2025/4/283一、研究的問題放大電路對信號頻率的適應程度，即信號頻率對放大倍數的影響。由于放大電路中耦合電容、旁路電容、半導體器件極間電容的存在，使放大倍數為頻率的函數。在使用一個放大電路時應了解其信號頻率的適用范圍，在設計放大電路時，應滿足信號頻率的范圍要求。2025/4/284二、高通電路和低通電路2.低通電路:信號頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。

使輸出電壓幅值下降到70.7%，相位為±45o的信號頻率為截止頻率。1.高通電路:信號頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。2025/4/285三、放大電路中的頻率參數

在低頻段，隨著信號頻率逐漸降低，耦合電容、旁路電容等的容抗增大，使動態信號損失，放大能力下降。高通電路低通電路

在高頻段，隨著信號頻率逐漸升高，晶體管極間電容和分布電容、寄生電容等雜散電容的容抗減小，使動態信號損失，放大能力下降。下限頻率上限頻率結電容2025/4/286§5.2晶體管的高頻等效電路一、混合π模型二、電流放大倍數的頻率響應三、晶體管的頻率參數2025/4/2871.模型的建立：由結構而建立，形狀像Π，參數量綱各不相同。gm為跨導，它不隨信號頻率的變化而變。阻值小阻值大連接了輸入回路和輸出回路一、混合π模型2025/4/2882.混合π模型的單向化（使信號單向傳遞）等效變換后電流不變2025/4/2893.晶體管簡化的高頻等效電路＝？2025/4/2810二、電流放大倍數的頻率響應為什么短路？1.適于頻率從0至無窮大的表達式2025/4/28112.電流放大倍數的頻率特性曲線2025/4/28123.電流放大倍數的波特圖:采用對數坐標系

采用對數坐標系，橫軸為lgf，可開闊視野；縱軸為單位為“分貝”（dB），使得“×”→“＋”。lgf注意折線化曲線的誤差－20dB/十倍頻折線化近似畫法2025/4/2813三、晶體管的頻率參數共射截止頻率共基截止頻率特征頻率集電結電容通過以上分析得出的結論：①低頻段和高頻段放大倍數的表達式；②截止頻率與時間常數的關系；③波特圖及其折線畫法；④Cπ的求法。手冊查得2025/4/2814討論1.若干個放大電路的放大倍數分別為1、10、102、103、104、105，它們的增益分別為多少？2.為什么波特圖開闊了視野？同樣長度的橫軸，在單位長度不變的情況下，采用對數坐標后，最高頻率是原來的多少倍？102030405060Of10102103104105106lgf2025/4/2815討論

電路如圖。已知各電阻阻值；靜態工作點合適，集電極電流ICQ＝2mA；晶體管的rbb’=200Ω，Cob=5pF，fβ=1MHz。試求解該電路中晶體管高頻等效模型中的各個參數。2025/4/2816討論2025/4/2817§5.3放大電路的頻率響應一、單管共射放大電路的頻率響應二、多級放大電路的頻率響應2025/4/2818單管共射放大電路全頻率等效電路CET+ui_RB1RCC1C2RL+VCC+uo_RB2RE交流等效電路TRBRCRL+ui_C1C2+uo_CEREb’e全頻率微變等效電路2025/4/2819低頻段等效電路由于取值為十幾~幾十皮法,取值為幾~十幾皮法。在低頻段（<100Hz）容抗與串、并聯電阻相比，晶體管容抗可以忽略，而耦合、旁路電容卻不能忽略。因此，低頻率段等效電路可只考慮耦合電容和旁路電容的影響。而耦合、旁路電容取值為幾十皮法。容抗b’eb’2025/4/2820中頻段等效電路容抗與串、并聯電阻相比，晶體管容抗、耦合、旁路電容都可以忽略。因此，中頻率段等效電路可不考慮電容的影響。這就是我們分析放大電路動態性能時的等效電路。耦合、旁路電容取值為幾十

F容抗b’e由于取值為十幾~幾十pF取值為幾~十幾pF在中頻段（1~100kHz）b’2025/4/2821高頻段等效電路b’e容抗與串、并聯電阻相比，耦合、旁路電容可以忽略，而晶體管容抗卻不能忽略。因此，高頻段等效電路可只考慮晶體管容抗的影響。耦合、旁路電容取值為幾十

F由于取值為十幾~幾十pF取值為幾~十幾pF在高頻段（>1MHz）2025/4/2822頻率特性的近似計算由于存在多個影響電容，如果直接進行計算（求傳遞函數）采用近似分析的方法，分別計算每個電容（一階電路）的影響。1.低頻特性eb’則將很復雜。2025/4/2823低頻段頻率特性近似計算(1)C1產生的低頻截止頻率(2)C2產生的低頻截止頻率(3)CE產生的低頻截止頻率如果三個頻率大小相近，則其中，n為相近截止頻率個數。三個頻率中存在一個最大值

fmax，如果比其他頻率大5倍以上，則取其為總的下限頻率

fL2025/4/2824頻率特性的近似計算2.高頻特性b’e由于存在2個影響電容，如果直接進行計算（求傳遞函數）采用近似分析的方法，分別計算每個電容（一階電路）的影響。也將很復雜。2025/4/2825高頻段頻率特性近似計算C

產生的高頻截止頻率C

產生的高頻截止頻率存在一個最小值

fmin，如果比另一頻率小5倍以上，則取其為總的上限頻率

fh，如果2個頻率大小相近，則一般情況下，fh

<<fh2025/4/28261.中頻電壓放大倍數帶負載時：空載時：2025/4/28274.電壓放大倍數的波特圖全頻段放大倍數表達式：2025/4/28285.帶寬增益積：定性分析fbw＝fH－fL≈fH矛盾

當提高增益時，帶寬將變窄；反之，增益降低，帶寬將變寬。2025/4/28295.帶寬增益積：定量分析若rbe<<Rb、Rs<<Rb、，則可以證明圖示電路的說明決定于管子參數

對于大多數放大電路，增益提高，帶寬都將變窄。要想制作寬頻帶放大電路需用高頻管，必要時需采用共基電路。約為常量根據2025/4/2830二、多級放大電路的頻率響應1.討論：一個兩級放大電路每一級（已考慮了它們的相互影響）的幅頻特性均如圖所示。6dB3dBfLfH≈0.643fH1fL>fL1，fH<fH1，頻帶變窄！2025/4/28312.多級放大電路的頻率響應與各級的關系

對于n級放大電路，若各級的下、上限頻率分別為fL1～fLn、fH1～fHn，整個電路的下、上限頻率分別為fL、

fH，則由于求解使增益下降3dB的頻率，經修正，可得1.1為修正系數2025/4/2832討論1.信號頻率為0～∞時電壓放大倍數的表達式？2.若所有的電容容量都相同，則下限頻率等于多少？2025/4/2833時間常數分析C2、Ce短路，開路，求出C1、Ce短路，開路，求出C1、C2短路，開路，求出C1、C2、Ce短路，求出若電容值均相等，則τe<<

τ1、τ2無本質區別2025/4/2834討論1.該放大電路為幾級放大電路?2.耦合方式?3.在f＝104Hz時，增益下降多少？附加相移φ’＝？4.在f＝