1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1

令
AVSM

gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
通带内（中频）增益，与频率无关
f L1

2π( Rsi
1 Rg )Cb1
Cb1引起的下限截止频率
f L2

gm 2πCs
fL3

2π( Rd
1 RL )Cb2
Cs引起的下限截止频率 Cb2引起的下限截止频率
1. 增益的传递函数 定性讨论 输入回路

1
Cb1
Rg上的电压
Cb1 g
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
|Vgs |
Cb1所在的输入回路 构成的是RC高通电路
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
17
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
f )2

f
/
fL
20lg AVL 20lg( f / fL )
最大误差 -3dB
10
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6.2.1 RC高通电路的频率响应
2. 频率响应曲线描述 20lg| AVL | /dB
相频响应 L arctan ( fL / f ) 当 f fL 时， L 0
0.1fL
Vo


RC 高通电路
电压增益的幅值（模） AVL
1 1 ( fL / f )2
（幅频响应）
电压增益的相角 L arctan ( fL / f ) （相频响应）
9
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6.2.1 RC高通电路的频率响应
2. 频率响应曲线描述 20lg| AVL | /dB
幅频响应 AVL
jCs
1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1

20
华中科技大学 张林
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数


AVSL

gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi


1
1 1
j( Rd RL )Cb2
1
1 gm
jCs
Cb1 g
. d Id
＋
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋ . Vgs －
s
. gm Vgs
Rd Cs
Cb2 RL
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋
. Vo
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Rs
Cs
－
16
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
3
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6.1 放大电路的频率响应
两个现实情况
1、需要放大的信号通常都包含许多频率成份。如话筒输出的语 音信号（20Hz～20kHz ），卫星电视信号（3.7～4.2GHz ）等。
2、放大电路中含有电抗元件或等效的电抗元件，导致对不同频 率的信号放大倍数和时延不同。若信号中不同的频率成份不能 被放大电路同等地放大（包括时延），则会出现失真现象（称 为线性失真或频率失真）。
相频响应 H arctan ( f / fH )
R2
+
+
Vi
C2
Vo


RC 低通电路
fH

1 2 πR2C 2
12
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6.2.2 RC低通电路的频率响应
2. 频率响应曲线
R2
+
+
Vi
C2
Vo


20lg| AVH | /dB
0.01fH 0.1fH fH
10fH
45
输入的相位差。
20dB/十倍频 -45/十倍频
低频时，输出超前输入
0
f/Hz
11
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6.2.2 RC低通电路的频率响应
1. 增益的传递函数
AVH (s)
Vo (s) Vi (s)

1 / sC 2 R2 1 / sC 2

1
1 sR2C 2
幅频响应
1 AVH 1 ( f / fH )2
1. 增益的传递函数 定性讨论
Cb1 g ＋
输出回路

1
1
Cs 和 Cb2
|Vo |
Rsi
. ＋ Vi Rg . Vs －
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
输出回路也是高通电路，不过不是简单的单时间常数 RC高通电路。
18
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fL
10fL 100fL
0
f/Hz
3dB
当 f fL 时， L 90
-20
当 f fL 时， L 45
当0.1 fL f 10 fL 时，
-40
斜率为 45 / 十倍频的直线 L
因为
AV

Vo Vi

AV
90
所以 o i 表示输出与
可见共源放大电路的低频响应是由3个RC高通电路共同作 用的结果。
为简单起见，假设3个下限截止频率fL1、fL2和fL3之间相距 较远（4倍以上），可以只考虑起主要作用的截止频率的影响。 例如有fL2 > 4 fL1，fL1 > fL3，则上式简化为
22
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数 由电路可列出方程
Vg
Rsi

Rg Rg
1
jCb1
Vs
Vgs

Vg
1
jCs

gmVgs
Cb1 g
＋
Rsi .
＋ Vi Rg . Vs －
－
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Cs －
20lg 1 ( fL2 / f )2
水平线不是0 dB
0 L 0
-90 -135
0.1fL2 fL2 10fL2 100fL2 f/Hz f/Hz
-45/十倍频
180 arctan( fL2 / f )
-180
f >> fL2时，相频响应为-180，反映了通带内输出与输入的反相关系
1 1 ( fL / f )2
当 f fL 时，
1
AVL
1 1 ( fL / f )2
20 lg AVL 20 lg1 0 dB
0.1fL
fL
10fL 100fL
0
f/Hz
3dB
-20 20dB/十倍频
-40
0分贝水平线
当 f fL 时，
AVL
1 1 ( fL /
1. 增益的传递函数
AVSL

AVSM
1
j(
1 fL2
/
f)
20lg| AVSL | /dB 20lg| AVSM |
AVSM

gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
20dB/十倍频
2. 增益的频率响应波特图
20 lg | AVSL | 20 lg | AVSM | 1
带宽
高频区
fH
f / Hz
f /ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱHz
若已知信号的频率成份，要设计出满足要求的放大电路，最主要 的任务就是设计出频率响应的fH和fL。
6
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6.1 放大电路的频率响应
频率响应的分析方法
1、正弦稳态响应是分析频率响应的基本方法 2、工程上常采用分段分析的简化方法。即分别分析放大电路的低频响应、 中频（通频带）响应和高频响应，最后合成全频域响应。其中通频带内 的响应与频率无关，就是前两章放大电路性能指标的分析结果。 3、也可以用计算机辅助分析（如Spice等）的方法，获得放大电路精确 的频率响应曲线。
Rs
Cs
－
Rsi
＋ vs
Cb1＋
Rg1 g
Rg2
d iD
T
B s
Rs
Cs
＋ vo RL －
Rg Rg1 || Rg2
－
－VSS
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6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数
低频小信号等效电路
Cb1 g ＋
为简化分析，设低频区内，有
1
Cs

Rs
则Rs可作开路处理
4
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6.1 放大电路的频率响应
放大电路对不同频率信号产生不同响应的根本原因
1、电抗元件的阻抗会随信号频率的变化而变化。 2、放大电路中有耦合电容、旁路电容和负载电容，FET或BJT也存在 PN结电容，此外实际电路中还有分布电容。
因此，放大电路对不同频 率的输入信号具有不同的放大 能力，即增益是输入信号频率 的函数。