頻率響應(yīng)概述與晶體管的高頻等效電路

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1、第十四講頻率響應(yīng)概述與晶體管的高頻等效電路一、頻率響應(yīng)的基本概念二、放大電路的頻率參數(shù)一、頻率響應(yīng)的基本概念1、研究的問(wèn)題：放大電路對(duì)信號(hào)頻率的適應(yīng)程度，即信號(hào)頻率對(duì)放大倍數(shù)的影響。由于放大電路中耦合電容、旁路電容、半導(dǎo)體器件極間電容的存在，使放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)。在使用一個(gè)放大電路時(shí)應(yīng)了解其信號(hào)頻率的適用范圍，在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，應(yīng)滿足信號(hào)頻率的范圍要求。5.1.1研究頻率響應(yīng)的必要性1.頻率響應(yīng)：放大電路中存在電抗性元件及晶體管極間電容，電路的放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)2.小信號(hào)等效模型只適用于低頻信號(hào)的分析3.高頻等效模型，上限頻率、下限頻率和通頻帶的求解，頻率響應(yīng)的

2、描述方法。2、基本概念（1）高通電路:信號(hào)頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。（1）高通電路：頻率響應(yīng)fLf>>fL時(shí)放大倍數(shù)約為1（2）低通電路:信號(hào)頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。（2）低通電路：頻率響應(yīng)fH高頻段放大倍數(shù)表達(dá)式的特點(diǎn)？上限截止頻率的特征？f<

3、電路低頻段的放大倍數(shù)需乘因子當(dāng)f=fL時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍，相角超前45o；2.電路高頻段的放大倍數(shù)需乘因子當(dāng)f=fH時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍，相角滯后45o；二、放大電路的頻率參數(shù)在低頻段，隨著信號(hào)頻率逐漸降低，耦合電容、旁路電容等的容抗增大，使動(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。高通電路低通電路在高頻段，隨著信號(hào)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(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。下限頻率上限頻率伯特圖橫坐標(biāo)：采用對(duì)數(shù)刻度包含：對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性縱坐標(biāo)：幅頻特性增益相頻特性優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)闊視野，將放大倍數(shù)的乘除運(yùn)算轉(zhuǎn)換為

4、加減運(yùn)算輸入信號(hào)頻率從幾赫到上百赫茲，放大倍數(shù)從幾倍到上百萬(wàn)倍三、晶體管的高頻等效電路1、混合π模型：形狀像Π，參數(shù)量綱各不相同結(jié)構(gòu)：由體電阻、結(jié)電阻、結(jié)電容組成。rbb’：基區(qū)體電阻rb’e’：發(fā)射結(jié)電阻Cπ：發(fā)射結(jié)電容re：發(fā)射區(qū)體電阻rb’c’：集電結(jié)電阻Cμ：集電結(jié)電容rc：集電區(qū)體電阻因多子濃度高而阻值小因面積大而阻值小混合π模型：忽略小電阻，考慮集電極電流的受控關(guān)系gm為跨導(dǎo)，它不隨信號(hào)頻率的變化而變。為什么引入?yún)?shù)gm？因在放大區(qū)iC幾乎僅決定于而阻值大因在放大區(qū)承受反向電壓而阻值大阻值小，忽略混合π模型：忽略大電阻的分流Cμ連接了輸入回路和輸出回路，引

5、入了反饋，信號(hào)傳遞有兩個(gè)方向，使電路的分析復(fù)雜化。忽略了大電阻的分流作用如何使電路分析簡(jiǎn)單化？混合π模型的單向化（即使信號(hào)單向傳遞）等效變換后電流不變晶體管簡(jiǎn)化的高頻等效電路＝？的阻抗比實(shí)際負(fù)載大的多，所以其分流作用忽略2、電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)為什么短路？UCE為常數(shù)，對(duì)交流信號(hào)來(lái)講，相當(dāng)于短路兩者并聯(lián)電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線表現(xiàn)出低通特性電流放大倍數(shù)的波特圖:采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)系采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，橫軸為lgf，可開(kāi)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3、晶體管的頻率參數(shù)共射截止頻率共基截止頻

6、率特征頻率集電結(jié)電容通過(guò)以上分析得出的結(jié)論：1、低頻段和高頻段放大倍數(shù)的表達(dá)式；2、截止頻率與時(shí)間常數(shù)的關(guān)系；3、波特圖及其折線畫法；4、Cπ的求法。手冊(cè)查得求解電容的方法四、場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效電路可與晶體管高頻等效電路類比，簡(jiǎn)化、單向化變換。很大，可忽略其電流單向化變換極間電容CgsCgdCds數(shù)值(pF)1～101～100.1～1忽略d-s間等效電容討論一1、若干個(gè)放大電路的放大倍數(shù)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(kāi)闊了視野？同樣長(zhǎng)度的橫軸，在單位長(zhǎng)度不變的情況下，采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)后，最高頻率是原來(lái)的多少倍？102

7、030405060Of10102103104105106lgf增益指20lg

8、A

9、討論二電路如圖。已知各電阻阻值；靜態(tài)工作點(diǎn)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(gè)參數(shù)。討論二