放大电路的频率特性.
arctg(fL f )
(2) RC高通网络的波特图
Av
1 1 ( fL f )2
arctg(fL f )
RC高通电路的频率特性曲线
可见:当频率较高时,│AV │ ≈1,输出与输入电压之间的相位差=0。随 着频率的降低, │AV │下降,相位差增大,且输出电压是超前于输入电 压的,最大超前90o。在此频率响应中,下限截止频率fL是一个重要的频率 点。
忽略CN,并将两个电容合并成一个电容,得简化的高频 等效电路。
该电路有 一个RC电路低通环节。有上限截止频率:
fL
1
2RC
其中: C Cbe CM
R rb'e // [rbb' (Rb // Rs )]
可推出高频电压放大倍数: 其中:
AusL
VO VS
Ausm f
1 j
fH
•
Ausm
由可求出共射接法交流电 流放大系数。
Ib Vb'e[(1/ rb'e ) + j(Cπ Cμ )] Ic gmVb'e Vb'e jCb c gmVb 'e
gm rb'e
0
1 j r b'e (Cb'e Cb'c ) 1 j f
f
1
f 2 r b'e (Cb'e Cb'c )
│Av│
1 1 ( f fH)2
fH
1
2RC
arctg( f f H )
(2) RC低通电路的波特图
幅相频频响响应应
AV
arctg1( f / fH ) 1 ( f / fH)2
当 当 当 当
f f f
f
fAfHffHVHH时时时 时,,, ,1 (f1/f490H50)2
1
当 0.1 fH 20flgA1V0 fH2时0 l, g1 0 dB
中频电压放大倍数:
共射放大电路
Ausm
VO VS
Ri RS Ri
RL
rbe
2. 低频段
在低频段,三极管的极间电容可视为开路,耦合电容
C1、C2不能忽略。 方便分析,现在只考虑C1,将C2归入第二级。画出低频等 效电路如图所示。
该电路有 一个RC电路高通环节。有下限截止频率:
fL
2 [( Rb
//
二.BJT的混合π型模型
1.BJT的混合π型模型 (1)物理模型
混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的。
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
Cbe ---发射结电容,
rbc ---集电结电阻
Cbc ---集电结电容
三极管的物理模型
(2)用
又
rbe=
rb
+
(1+
)
re
rb
(1
)
VT IE
所以
rbe rbb rbe
rbe
(1
) VT IE
rbb rbe rbe
又因为
VgbmeVbe IbrbeIb
所以
gm
rbe
IE VT
Cbe
gm
2fT
Cbc 和 fT 从手册中查出
由β定3义.:BJT的IIbc 频Vce率0 参数fβ、 fT
1 rbe)
RS ]C1
可推出低频电压放大倍数:
低频等效电路
AusL
VO VS
Ausm 1 j fL
f
共射放大电路低频段的波特图
幅频响应 : 相频响应 :
•
•
20lg | AusL | 20lg | Ausm | 20lg
180 arctg( fL f )
1 1 ( fL f )2
3. 高频段
.
V ce 0 的等效电路
做出β的幅频特性和相频特性曲线。
当20lgβ下降3dB时,频率f 称为共发射极接法的截止频率
当β=1时对应的频率称为 特征频率fT,且有fT≈β0f
三极管β的幅频特性和相频特性曲线
fT≈β0 f可由下式推出
g m rb' e
0
1 jrb'e (Cb'e Cb'c ) 1 j f
当 f = fT 时, 有
f
( fT )
g m rb' e
1 [ rb'e (Cb e Cb c )]2
0
1
1 ( f T )2
f
因fT>> f ,所以, fT ≈β0 f
三. 阻容耦合共射放大电路的频率响应
对于如图所示的共射放大电路, 分低、中、高三个频段加以研究。
1 .中频段
所有的电容均可忽略。可用前 面讲的h参数等效电路分析。
Ri Rs Ri
rb'e rbb' rb'e
gm RL '
Ri RS Ri
β RL rbe
共射放大电路高频段的波特图
幅频响应 :
•
•
20lg | AusH | 20lg | Ausm | 20lg
1
相频响应 : 180 arctg( f fH )
斜率为0分4贝5水/ 十平倍 线 频程的直线
RC低通电路的频率特性曲线
当可着压f见 频 的: 率 ,A当 的 最VfH频 提 大时率高滞, 1较,后 (低9f│01时o/。AfV,H在│)│2此下A频V降f│率H,/响≈相f 应1位,中差输,增出上大与限,输截且入止最输电频大出压率误电之f差H压是间是-一的3d滞个相B后重位于要差输的=0入频。电率随
点。 20 lg AV 20 lg( fH / f )
斜率为 -20dB/十倍频程 的直线
2. RC高通网络
(1)频率响应表达式:
Av =
Vo Vi
R
R 1/ jC
1
1
j/ RC
1
1 jL /
式中
L
1 RC
。
下限截止频率、模和相角分别为
fL
1
2RC
│Av│
1 1 ( fL f )2
RC 高通电路
.
gm V
b'e代替
.
Ib
根据这一物理模型可以画出混合π型高
频小信号模型。
高频混合π型小信号模型电路
这一模型中用
gm
.
Vb'e来自代替.I b0
,这是因
为β本身就与频率有关,而gm与频率无关。
(3)简化的混合π模型
rb’c很大,可以忽略。 rce很大,也可以忽略。
2. 混合π参数的估算
低频时,混合模型与H参数模型等效
第四章 放大电路的频率特性
频率响应——放大器的电压放大倍数 与频率的关系
下面先分析无源RC网络的频率响应
一. 无源RC电路的频率响应
1. RC低通网络
(1)频率响应表达式:
Av =
Vo Vi
1
1
jRC
1
1
j
H
R
+
+
. Vi
C
. Vo
-
-
RC低通电路
式中H
1 RC
。Av
的模、上限截止频率和相角分别为
在高频段,耦合电容C1、C2可以可视为短路,三极管 的极间电容不能忽略。 这时要用混合π等效电路,画出高频等效电路如图所示。
高频等效电路 用“密勒定理”将集电结电容单向化。
用“密勒定理”将集电结电容单向化:
其中:
CM (1 gmRL' )Cb'c
1 CN (1 gm RL ')Cb'c Cb'c