5.放大電路的頻率響應(yīng)5.1頻率響應(yīng)概述5.2晶體管的高頻等效模型5.3場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)5.6*集成運(yùn)放的頻率響應(yīng)和頻率補(bǔ)償5.7*頻率響應(yīng)與階躍響應(yīng)5.放大電路的頻率響應(yīng)5.1頻率響應(yīng)概述5.2晶體1本章主要講述有關(guān)頻率響應(yīng)的基本概念、晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型、放大電路頻率響應(yīng)的分析方法等。重點(diǎn)掌握有關(guān)頻率響應(yīng)的基本概念和單管放大電路的頻率響應(yīng)的分析方法，并能畫(huà)出波特圖；了解多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)及其與各級(jí)電路頻率響應(yīng)之間的關(guān)系，了解集成運(yùn)放的頻率響應(yīng)和相位補(bǔ)償方法。內(nèi)容簡(jiǎn)介5.放大電路的頻率響應(yīng)本章主要講述有關(guān)頻率響應(yīng)的基本概念、晶體管和場(chǎng)21.研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性

5.1頻率響應(yīng)概述1在放大電路中，當(dāng)輸入信號(hào)頻率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，其放大倍數(shù)的值會(huì)減小，并產(chǎn)生相移（超前或滯后）。說(shuō)明放大倍數(shù)是信號(hào)頻率的函數(shù)，這種函數(shù)關(guān)系稱之為頻率響應(yīng)或頻率特性。

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因：放大電路中存在電抗元件（電容、電感等）及晶體管存在極間電容。在前面討論的放大電路中，我們忽略了電路中的電抗元件及晶體管極間電容的影響，認(rèn)為在輸入信號(hào)的頻率范圍內(nèi)，其放大倍數(shù)的幅度和相位均保持不變，此頻率范圍稱之為中頻段。1.研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性5.1頻率響應(yīng)概述32.頻率響應(yīng)的基本概念

5.1頻率響應(yīng)概述2一、高通電路2.頻率響應(yīng)的基本概念5.1頻率響應(yīng)概述2一、高通4圖5.1.1高通電路及頻率響應(yīng)φ趨于90度下限頻率圖5.1.1高通電路及頻率響應(yīng)φ趨于90度下限頻率55.1頻率響應(yīng)概述3二、低通電路5.1頻率響應(yīng)概述3二、低通電路6圖5.1.2低頻電路及其頻率響應(yīng)趨于-90度上限頻率通頻帶圖5.1.2低頻電路及其頻率響應(yīng)趨于-90度上限頻率通頻75.1頻率響應(yīng)概述4高通電路的幅頻特性曲線高通電路的相頻特性曲線采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪制的頻率特性曲線，稱之為波特圖。

fH稱之為下限截止頻率（下限頻率）。三、波特圖頻率下降10倍，增益下降20倍。5.1頻率響應(yīng)概述4高通電路的幅頻特性曲線高通電路的相85.1頻率響應(yīng)概述5低通電路的幅頻特性曲線

fH稱之為上限截止頻率（上限頻率）。低通電路的相頻特性曲線頻率上升10倍，增益下降20倍。普遍結(jié)論：5.1頻率響應(yīng)概述5低通電路的幅頻特性曲線f91.晶體管的高頻混合模型5.2晶體管的高頻等效模型1一、完整的混合模型

rbb'---基區(qū)的體電阻，b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)。rb’e---發(fā)射結(jié)電阻rb’e’與發(fā)射區(qū)體電阻re折算到基極回路的電阻。---發(fā)射結(jié)電容---集電結(jié)電阻---集電結(jié)電容互導(dǎo)rce---c-e間的動(dòng)態(tài)電阻。發(fā)射結(jié)電阻1.晶體管的高頻混合模型5.2晶體管的高頻等效模型1一10圖5.2.1晶體管結(jié)構(gòu)示意圖及混合π模型圖5.2.1晶體管結(jié)構(gòu)示意圖及混合π模型11圖5.2.2混合π模型的簡(jiǎn)化二、簡(jiǎn)化的混合模型圖5.2.2混合π模型的簡(jiǎn)化二、簡(jiǎn)化的混合模型125.2晶體管的高頻等效模型2混合模型的單向化取中頻時(shí)的值，所以同樣有

：5.2晶體管的高頻等效模型2混合模型的單向化取中頻時(shí)的值135.2晶體管的高頻等效模型3三、混合模型的主要參數(shù)5.2晶體管的高頻等效模型3三、混合模型的主要參數(shù)142.晶體管電流放大系數(shù)的頻率響應(yīng)5.2晶體管的高頻等效模型4（低通特性）共射截止頻率C,E間短路,K=02.晶體管電流放大系數(shù)的頻率響應(yīng)5.2晶體管的高頻等效155.2晶體管的高頻等效模型5幅頻特性相頻特性共基截止頻率特征頻率5.2晶體管的高頻等效模型5幅頻特性相頻特性共基截止頻率特165.3場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型1忽略5.3場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型1忽略175.4單管放大電路的頻率響應(yīng)11.單管共射放大電路的頻率響應(yīng)圖5.4.1單管共射放大電路及其等效電路5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)11.單管共射放大電路的頻率185.4單管放大電路的頻率響應(yīng)2一、中頻特性空載時(shí)5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)2一、中頻特性空載時(shí)195.4單管放大電路的頻率響應(yīng)3二、低頻特性5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)3二、低頻特性205.4單管放大電路的頻率響應(yīng)4是C所在回路的時(shí)間常數(shù)，從電容C兩端向外看的等效總電阻乘以C。5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)421圖5.4.4單管共射放大電路的高頻等效電路三、高頻電壓放大倍數(shù)從向左看，如圖b，低通電路?？蓮腸圖求等效R及。圖5.4.4單管共射放大電路的高頻等效電路三、高頻電壓放大225.4單管放大電路的頻率響應(yīng)55.4單管放大電路的頻率響應(yīng)5235.4單管放大電路的頻率響應(yīng)6四、波特圖

綜合各頻段的頻率特性，其電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式為：fL/f趨于0，f/fH也趨于0，Ausm

f/fH趨于0，AuslfL/f趨于0，Aush5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)6四、波特圖綜合各頻段的頻率245.4單管放大電路的頻率響應(yīng)75.4單管放大電路的頻率響應(yīng)7255.4單管放大電路的頻率響應(yīng)8例5.4.1（1）Q點(diǎn)（2）求混合π模型參數(shù)5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)8例5.4.1（2）求混合π265.4單管放大電路的頻率響應(yīng)9（3）求中頻電壓放大倍數(shù)5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)9（3）求中頻電壓放大倍數(shù)275.4單管放大電路的頻率響應(yīng)10（4）求解fH和fL

（5）畫(huà)波特圖5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)10（4）求解fH和fL（5285.4單管放大電路的頻率響應(yīng)112.單管共源放大電路的頻率響應(yīng)中頻5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)112.單管共源放大電路的頻295.4單管放大電路的頻率響應(yīng)125.4單管放大電路的頻率響應(yīng)12305.4單管放大電路的頻率響應(yīng)133.增益帶寬積（1）改善放大電路頻率響應(yīng)的途徑加大耦合電容的容量和回路電阻的值，以降低下限頻率；或采用直接耦合方式，使fL=0。減小b’-c之間的等效電容或g-s之間的等效電容的容量和回路電阻的值，以提高上限頻率。（2）放大電路帶寬與增益之間的矛盾 對(duì)大多數(shù)電路，fH>>fL，所以帶寬fbw=

fJ–

fLfH，帶寬與增益的矛盾即為上限頻率fH與帶寬fbw矛盾。提高fH需要減小b’-c之間的等效電容或g-s之間的等效電容的容量C，而C=Cb’e+(1+gmR’L)Cb’c，所以需減小gmR’L，而減小gmR’L必將導(dǎo)致放大倍數(shù)的減小，所以，fH與增益是矛盾的。5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)133.增益帶寬積（1）改善放315.4單管放大電路的頻率響應(yīng)13（3）增益帶寬積5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)13（3）增益帶寬積325.4單管放大電路的頻率響應(yīng)14晶體管選定后，帶寬增益積基本為常數(shù)。為了兼顧增益和帶寬兩方面的性能，希望增益帶寬積應(yīng)盡可能大，所以應(yīng)選擇rbb’和Cb’c均很小的高頻管，與此同時(shí)，盡量減小等效電容所在回路的總等效電阻。除此之外，還可以考慮用共基放大電路。場(chǎng)效應(yīng)管：若5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)14晶體管選定后，335.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)1?

前級(jí)的開(kāi)路電壓是下級(jí)的信號(hào)源電壓?

前級(jí)的輸出阻抗是下級(jí)的信號(hào)源阻抗?

下級(jí)的輸入阻抗是前級(jí)的負(fù)載5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)1?前級(jí)的開(kāi)路電壓是下級(jí)的信345.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)2設(shè)有二級(jí)相同的放大器即：說(shuō)明增益下降6db，且產(chǎn)生+90附加相移。同樣，在f=fH1時(shí)，增益也下降6db，且產(chǎn)生-90附加相移。5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)2設(shè)有二級(jí)相同的放大器355.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)35.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)3365.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)4（具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)教材P230）當(dāng)各級(jí)放大電路的下限頻率相同或很接近時(shí)，多級(jí)放大電路的下限頻率按下式計(jì)算：當(dāng)其中一級(jí)放大電路的下限頻率遠(yuǎn)大于其它各級(jí)的下限頻率時(shí)，則多級(jí)放大電路的下限頻率近似等于該級(jí)放大電路的下限頻率。（具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)教材P231）當(dāng)各級(jí)放大電路的上限頻率相同或很接近時(shí)，多級(jí)放大電路的上限頻率按下式計(jì)算：當(dāng)其中一級(jí)放大電路的上限頻率遠(yuǎn)小于其它各級(jí)的上限頻率時(shí)，則多級(jí)放大電路的上限頻率近似等于該級(jí)放大電路的上限頻率。5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)4（具體推導(dǎo)過(guò)程見(jiàn)教材P23375.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)5若兩級(jí)放大器具有相同頻率特性，級(jí)聯(lián)后上、下限頻率為：對(duì)于三級(jí)放大器5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)5若兩級(jí)放大器具有相同頻率特性38小結(jié)本講主要介紹了以下基本內(nèi)容：頻率響應(yīng)的基本概念。頻率響應(yīng)的分析、計(jì)算方法。波特圖的畫(huà)法。5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)6小結(jié)5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)6395.放大電路的頻率響應(yīng)5.1頻率響應(yīng)概述5.2晶體管的高頻等效模型5.3場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)5.6*集成運(yùn)放的頻率響應(yīng)和頻率補(bǔ)償5.7*頻率響應(yīng)與階躍響應(yīng)5.放大電路的頻率響應(yīng)5.1頻率響應(yīng)概述5.2晶體40本章主要講述有關(guān)頻率響應(yīng)的基本概念、晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型、放大電路頻率響應(yīng)的分析方法等。重點(diǎn)掌握有關(guān)頻率響應(yīng)的基本概念和單管放大電路的頻率響應(yīng)的分析方法，并能畫(huà)出波特圖；了解多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)及其與各級(jí)電路頻率響應(yīng)之間的關(guān)系，了解集成運(yùn)放的頻率響應(yīng)和相位補(bǔ)償方法。內(nèi)容簡(jiǎn)介5.放大電路的頻率響應(yīng)本章主要講述有關(guān)頻率響應(yīng)的基本概念、晶體管和場(chǎng)411.研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性

5.1頻率響應(yīng)概述1在放大電路中，當(dāng)輸入信號(hào)頻率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，其放大倍數(shù)的值會(huì)減小，并產(chǎn)生相移（超前或滯后）。說(shuō)明放大倍數(shù)是信號(hào)頻率的函數(shù)，這種函數(shù)關(guān)系稱之為頻率響應(yīng)或頻率特性。

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因：放大電路中存在電抗元件（電容、電感等）及晶體管存在極間電容。在前面討論的放大電路中，我們忽略了電路中的電抗元件及晶體管極間電容的影響，認(rèn)為在輸入信號(hào)的頻率范圍內(nèi)，其放大倍數(shù)的幅度和相位均保持不變，此頻率范圍稱之為中頻段。1.研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性5.1頻率響應(yīng)概述422.頻率響應(yīng)的基本概念

5.1頻率響應(yīng)概述2一、高通電路2.頻率響應(yīng)的基本概念5.1頻率響應(yīng)概述2一、高通43圖5.1.1高通電路及頻率響應(yīng)φ趨于90度下限頻率圖5.1.1高通電路及頻率響應(yīng)φ趨于90度下限頻率445.1頻率響應(yīng)概述3二、低通電路5.1頻率響應(yīng)概述3二、低通電路45圖5.1.2低頻電路及其頻率響應(yīng)趨于-90度上限頻率通頻帶圖5.1.2低頻電路及其頻率響應(yīng)趨于-90度上限頻率通頻465.1頻率響應(yīng)概述4高通電路的幅頻特性曲線高通電路的相頻特性曲線采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪制的頻率特性曲線，稱之為波特圖。

fH稱之為下限截止頻率（下限頻率）。三、波特圖頻率下降10倍，增益下降20倍。5.1頻率響應(yīng)概述4高通電路的幅頻特性曲線高通電路的相475.1頻率響應(yīng)概述5低通電路的幅頻特性曲線

fH稱之為上限截止頻率（上限頻率）。低通電路的相頻特性曲線頻率上升10倍，增益下降20倍。普遍結(jié)論：5.1頻率響應(yīng)概述5低通電路的幅頻特性曲線f481.晶體管的高頻混合模型5.2晶體管的高頻等效模型1一、完整的混合模型

rbb'---基區(qū)的體電阻，b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)。rb’e---發(fā)射結(jié)電阻rb’e’與發(fā)射區(qū)體電阻re折算到基極回路的電阻。---發(fā)射結(jié)電容---集電結(jié)電阻---集電結(jié)電容互導(dǎo)rce---c-e間的動(dòng)態(tài)電阻。發(fā)射結(jié)電阻1.晶體管的高頻混合模型5.2晶體管的高頻等效模型1一49圖5.2.1晶體管結(jié)構(gòu)示意圖及混合π模型圖5.2.1晶體管結(jié)構(gòu)示意圖及混合π模型50圖5.2.2混合π模型的簡(jiǎn)化二、簡(jiǎn)化的混合模型圖5.2.2混合π模型的簡(jiǎn)化二、簡(jiǎn)化的混合模型515.2晶體管的高頻等效模型2混合模型的單向化取中頻時(shí)的值，所以同樣有

：5.2晶體管的高頻等效模型2混合模型的單向化取中頻時(shí)的值525.2晶體管的高頻等效模型3三、混合模型的主要參數(shù)5.2晶體管的高頻等效模型3三、混合模型的主要參數(shù)532.晶體管電流放大系數(shù)的頻率響應(yīng)5.2晶體管的高頻等效模型4（低通特性）共射截止頻率C,E間短路,K=02.晶體管電流放大系數(shù)的頻率響應(yīng)5.2晶體管的高頻等效545.2晶體管的高頻等效模型5幅頻特性相頻特性共基截止頻率特征頻率5.2晶體管的高頻等效模型5幅頻特性相頻特性共基截止頻率特555.3場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型1忽略5.3場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效模型1忽略565.4單管放大電路的頻率響應(yīng)11.單管共射放大電路的頻率響應(yīng)圖5.4.1單管共射放大電路及其等效電路5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)11.單管共射放大電路的頻率575.4單管放大電路的頻率響應(yīng)2一、中頻特性空載時(shí)5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)2一、中頻特性空載時(shí)585.4單管放大電路的頻率響應(yīng)3二、低頻特性5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)3二、低頻特性595.4單管放大電路的頻率響應(yīng)4是C所在回路的時(shí)間常數(shù)，從電容C兩端向外看的等效總電阻乘以C。5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)460圖5.4.4單管共射放大電路的高頻等效電路三、高頻電壓放大倍數(shù)從向左看，如圖b，低通電路?？蓮腸圖求等效R及。圖5.4.4單管共射放大電路的高頻等效電路三、高頻電壓放大615.4單管放大電路的頻率響應(yīng)55.4單管放大電路的頻率響應(yīng)5625.4單管放大電路的頻率響應(yīng)6四、波特圖

綜合各頻段的頻率特性，其電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式為：fL/f趨于0，f/fH也趨于0，Ausm

f/fH趨于0，AuslfL/f趨于0，Aush5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)6四、波特圖綜合各頻段的頻率635.4單管放大電路的頻率響應(yīng)75.4單管放大電路的頻率響應(yīng)7645.4單管放大電路的頻率響應(yīng)8例5.4.1（1）Q點(diǎn)（2）求混合π模型參數(shù)5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)8例5.4.1（2）求混合π655.4單管放大電路的頻率響應(yīng)9（3）求中頻電壓放大倍數(shù)5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)9（3）求中頻電壓放大倍數(shù)665.4單管放大電路的頻率響應(yīng)10（4）求解fH和fL

（5）畫(huà)波特圖5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)10（4）求解fH和fL（5675.4單管放大電路的頻率響應(yīng)112.單管共源放大電路的頻率響應(yīng)中頻5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)112.單管共源放大電路的頻685.4單管放大電路的頻率響應(yīng)125.4單管放大電路的頻率響應(yīng)12695.4單管放大電路的頻率響應(yīng)133.增益帶寬積（1）改善放大電路頻率響應(yīng)的途徑加大耦合電容的容量和回路電阻的值，以降低下限頻率；或采用直接耦合方式，使fL=0。減小b’-c之間的等效電容或g-s之間的等效電容的容量和回路電阻的值，以提高上限頻率。（2）放大電路帶寬與增益之間的矛盾 對(duì)大多數(shù)電路，fH>>fL，所以帶寬fbw=

fJ–

fLfH，帶寬與增益的矛盾即為上限頻率fH與帶寬fbw矛盾。提高fH需要減小b’-c之間的等效電容或g-s之間的等效電容的容量C，而C=Cb’e+(1+gmR’L)Cb’c，所以需減小gmR’L，而減小gmR’L必將導(dǎo)致放大倍數(shù)的減小，所以，fH與增益是矛盾的。5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)133.增益帶寬積（1）改善放705.4單管放大電路的頻率響應(yīng)13（3）增益帶寬積5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)13（3）增益帶寬積715.4單管放大電路的頻率響應(yīng)14晶體管選定后，帶寬增益積基本為常數(shù)。為了兼顧增益和帶寬兩方面的性能，希望增益帶寬積應(yīng)盡可能大，所以應(yīng)選擇rbb’和Cb’c均很小