頻率響應(yīng)概述與晶體管的高頻等效電路

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1、第五章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場效應(yīng)管高頻等效模型5.4多級放大電路的頻率響應(yīng)1第十五講頻率響應(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)三、晶體管的高頻等效電路四、場效應(yīng)管的高頻等效電路2低頻段，C、Ce容抗增大，信號被分壓衰減→

2、Au

3、↓——fL（下限頻率）高通電路低通電路高頻段，管極間電容和分布電容、寄生電容等容抗減小，信號被分流損失→

4、Au

5、↓——fH（上限頻率）。5.1頻率響應(yīng)的基本概念C、L及晶體管Cj存在→Au=

6、Au

7、(f)—幅頻特性φ=φ(f)—相頻

8、特性5.1.1幅頻-相頻特性頻率失真（C、L→Au(f)、φ(f)）——線性失真）；晶體管→非線性失真35.1.2高通、低通電路fLf>>fL時放大倍數(shù)約為1（令ωL=1/RC=1/τ）1.高通電路當(dāng)f>>fL、f=fL、f<

9、Au

10、、φ各多少？——頻向曲線圖5.1.142.低通電路fHf<>fH→

11、Au

12、、φ各多少？——頻向曲線55.1.3波特圖——對數(shù)頻率特性1.高通電路波特圖當(dāng)f>>fL、f=fL、f<

13、Au

14、、φ各多少？——波特圖圖5.1.362.低通

15、電路波特圖當(dāng)f<>fL→20

16、Au

17、、φ各多少？——波特圖圖5.1.37▲結(jié)論（1）截止頻率決定于電路所在回路的時間常數(shù)：(2)當(dāng)f=fL，20lg

18、Au

19、=-3dB，φ=+45。當(dāng)f=fH，20lg

20、Au

21、=-3dB，φ=-45。fL=1/（2πRC并）——低通電路fH=1/（2πRC串）——高通電路（3）可用波特圖近似描述放大電路的頻率特性。85.2晶體管的高頻等效模型晶體管結(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

22、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5.2.1晶體管的混合π模型9忽略小電阻rc、re；考慮iC的受控關(guān)系：gm——跨導(dǎo)，表明Ub′e對Ic控制作用，gm與信號f無關(guān)。1.完整的混合∏模型（形狀像Π，參數(shù)量綱各不相同）因面積大而阻值小因多子濃度高而阻值小圖5.2.1102.簡化的混合π模型放大區(qū)：Jc反偏→rb′c>>1/(jωCμ)；輸出曲線近似水平→rce>>RL′——rb′c、rce開路（1）忽略大電阻的分流圖5.2.2(a)11（2）單向化——將Cμ等效到輸入、輸出回路利用密勒定理：將Cμ→C

23、μ′、Cμ″圖5.2.2(b)12*單向化過程等效變換后電流不變13（3）忽略C″μ，合并Cπ、C′μ——簡化混合π模型3.混合π模型的主要參數(shù)圖5.2.2(c)Ic145.2.2電流放大系數(shù)的頻率響應(yīng)1.定性分析152.β頻率響應(yīng)的定量關(guān)系為什么短路？Ic=gmUb′e，gm=β0/rb′e△uCE=0△uCE=0(1)推導(dǎo)過程16(2)電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線fβ17波特圖:lgf－20dB/十倍頻折線化近似畫法fβ——共射截止頻率(3dB)fT——特征頻率(0dB):≈β0fβfα——共基截止頻率fα=(1+β0)fβ≈fT183.

24、晶體管的頻率參數(shù)共射截止頻率共基截止頻率特征頻率集電結(jié)電容通過以上分析得出的結(jié)論：①低頻段和高頻段放大倍數(shù)的表達式；②截止頻率與時間常數(shù)的關(guān)系；③波特圖及其折線畫法；④Cπ的求法。手冊查得195.3場效應(yīng)管的高頻等效電路可與晶體管高頻等效電流類比，簡化、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/pF1～101～100.1～1忽略d-s間等效電容20討論一1.若干個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.為什么波特圖開闊了視野？同樣長度的橫軸，在單位長度不變的情

25、況下，采用對數(shù)坐標(biāo)后，最高頻率是原來的多少倍？102030405060Of10102103104105106lgf21討論二電路如圖。已知各電阻阻值；靜態(tài)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(shù)。22討論二23