1、共78页第1页第4章 放大电路的频率响应4.1 4.1 频率响应概述频率响应概述 4.2 RC4.2 RC电路的频率响应电路的频率响应4.3 4.3 双极结型晶体管的双极结型晶体管的高频等效模型高频等效模型4.4 4.4 场效应晶体管的场效应晶体管的高频等效模型高频等效模型4.5 4.5 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应 4.6 4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应共78页第2页4.1 4.1 频率响应概述频率响应概述1）电子电路中要处理的信号一般不是单一频率，而是包含丰富的频率成份。例如心电信号、语音信号、图像信号等。2）放大电路中，由于耦合电容、器件极间电容的存在，
2、电路的增益是信号频率的函数，这种函数称为频率响应或频率特性。3）放大电路中，信号的频率会从几赫兹到上百兆赫兹变化，而放大电路的增益可从几倍到上百万倍。采用对数坐标系，就可在同一坐标系清晰地表达非常宽的变化范围。()()()UUAjAj 20lg()dBUAj相位频率特性相位频率特性:()幅值频率特性幅值频率特性:共78页第3页4.1 4.1 频率响应概述频率响应概述20log Alog flog f常见放大电路的幅值频率特性幅值频率特性如图 按频率范围分为 低频段 中频段 高频段 log flog flog f幅值频率特性：幅值频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标以 分度。表示增益的幅值与频率的
3、关系。相位频率特性：相位频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的相位与频率的关系。这种频率特性在对数坐标系中的表达，称为这种频率特性在对数坐标系中的表达，称为BodeBode图。图。共78页第4页4.1 4.1 频率响应概述频率响应概述 低频段 中频段 高频段 LffHffLfHfBWHLfff 时增益比中频段增益降低了3dB，即增益是中频段增益的0.707倍。将 和 之间的频率范围定义为放大电路增益的带宽，简称为放大电路的带宽HffLffLHfff和带宽是一个放大电路增益不损失地放大信号的频率范围带宽是一个放大电路增益不损失地放大信号的频率范围.共78页第5页4.1 4.1 频
4、率响应概述频率响应概述4）在放大电路中，静态分析时，耦合电容、射极旁路电容可以看作开路，而在动态分析中，耦合电容、射极旁路电容可以看作短路。实际上，当电路中信号的频率从零向无穷大变化时，电路中的电容不可能从短路立即变为开路。5）而对双极结型晶体管和场效应管中存在的极间电容，我们在分析时没有考虑其带来的影响。共78页第6页4.1 4.1 频率响应概述频率响应概述6）放大电路中的每一类电容，会对频率响应的某一频段产生影响。电路中的耦合电容和旁路电容，主要影响放大电路的低频响应，而对高频响应的影响可以忽略；器件的极间电容，主要影响放大电路的高频响应，而对低频响应的影响可以忽略。6）为了简化分析，在不
5、同的频段，寻找不同的等效电路，如低频等效电路、高频等效电路等，通过求该电路的传递函数和时间常数，求得电路的频率响应。7）本章将主要讨论电路中的耦合电容、旁路电容和三极管的结电容对电路响应带来的影响。共78页第7页4.1 4.1 频率响应概述频率响应概述8）每一个具体的放大电路，只对特定频段的信号能够进行不失真的放大，因此，必须根据信号的频率范围，选择具有与之相应的频率特性的放大电路，才能获得满意的放大效果。2020ZZHfKHLf20ZHHf例如，一个音频信号的范围为 ，则为了使放大以后的信号完整地反映原有信号，所设计的放大电路的 应小于 而 应大于 。，20ZKH共78页第8页4.2 RC4
6、.2 RC电路的频率响应电路的频率响应双极型晶体管的结电容影响电路的高频响应，频率响应双极型晶体管的结电容影响电路的高频响应，频率响应 与与RC低通电路相似。低通电路相似。耦合电容影响电路的低频响应，频率响应与耦合电容影响电路的低频响应，频率响应与RC高通电路高通电路相似。相似。1.1.RCRC低通电路的频率响应低通电路的频率响应2.2.RCRC高通电路的频率响应高通电路的频率响应共78页第9页4.2.1 RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应1).电路的传递函数电路的传递函数 oi()1/1()()1/1UUssCAsU sRsCsRC4.2 RC4.2 RC电路的频率响应电路的频率响应共
7、78页第10页H12fR C令令:2sjjf则则:幅值频率特性幅值频率特性:相位频率特性相位频率特性:Harctg(/)ff 11HR Coi()1/1()()1/1UUssCAsU sRsCsRC11()1j1jUHHAjff2H1()1()UAjff4.2.1 RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应R C共78页第11页Alg202).波特图波特图log f构成了放大电路频率响应的波特图，也称Bode图，以最初的提出者H.W.Bode命名。log f波特图包括两部分波特图包括两部分:幅值频率特性：幅值频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：相
8、位频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的幅值与频率的关系。波特图包括两部分波特图包括两部分:幅值频率特性：幅值频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：相位频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的幅值与频率的关系。波特图包括两部分波特图包括两部分:幅值频率特性：幅值频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：相位频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的幅值与频率的关系。波特图包括两部分波特图包括两部分:幅值频率特性：幅值频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表
9、示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：相位频率特性：横坐标轴以 分度，纵坐标 以分度。表示增益的幅值与频率的关系。4.2.1 RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应共78页第12页2).波特图波特图(a)幅值频率特性幅值频率特性当当ffH 在该频段，幅值频率特性的渐近线为频率每变化在该频段，幅值频率特性的渐近线为频率每变化10倍，幅值下倍，幅值下降降20dB的斜线，通常称该斜线的斜率为的斜线，通常称该斜线的斜率为-20dB/dec；H2H1()1(/)UfAjfff，H20lg()20lg20lgUAjff2H1()1()UAjff当当 ffH 2H1()120lg()01(/)UUAjA
10、jff，低频段和高频段的渐近线在低频段和高频段的渐近线在 处相交。处相交。Hff4.2.1 RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应共78页第13页低频段和高频段的渐近线在 处相交。当当 f=fHf=ff=fHH,称为转折频率，或-3dB频率。在f=fH处，渐近线与实际曲线的误差最大，为 3dB。2H11()21(/)UAjff=0.707，20lg()3dBUAj Hff低频段和高频段的渐近线在 处相交。Hff4.2.1 RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应共78页第14页当当 f=fH：0Harctg(/)45ff 相位频率特性如图相位频率特性如图Harctg(/)ff b)相位频率响
11、应相位频率响应当当 ffffffHH：相位频率特性的渐近线为-90的直线 4.2.1 RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应共78页第15页从上述特性可以看出，该从上述特性可以看出，该RC电路，对电路，对ffH的信号，被该电路衰减，故称低通电路。的信号，被该电路衰减，故称低通电路。fH为上限截止频率，也称为上限转折频率。为上限截止频率，也称为上限转折频率。1()1jUHAjff4.2.1 RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应共78页第16页1).电路的传递函数为：电路的传递函数为：oi()1()11()1/1UUsRAsU sRsCRC S4.2.2 RC4.2.2 RC高通电路的频率响
12、应高通电路的频率响应共78页第17页令令:fs j2j L12fRC则则:幅值频率特性：幅值频率特性：相位频率特性：相位频率特性：Larctg(/)ffL1RCoi()1()11()1/1UUsRAsU sRsCRC S111111j(j)ULLLAfjjf2L1()1()UAjff4.2.2 RC4.2.2 RC高通电路的频率响应高通电路的频率响应R C共78页第18页幅值频率特性幅值频率特性当当 ffL幅值频率特性的渐近线为幅值频率特性的渐近线为0dB的直线的直线 当当 ffL：0HLarctg(/)0ff当当 ffL的信号，可以无的信号，可以无衰减地通过，而对衰减地通过，而对ffL的信号
13、，被该电路衰减，故称高通电路。的信号，被该电路衰减，故称高通电路。称称fL为下限截止频率，也称为下限转折频率。为下限截止频率，也称为下限转折频率。4.2.2 RC4.2.2 RC高通电路的频率响应高通电路的频率响应11ULAfjf共78页第22页high-pass network.4.2 RC4.2 RC电路的频率响应电路的频率响应-小结小结Low-pass network.oi()1/1()()1/1UUssCAsU sRsCsRC11()1j1jUHHAjffoi()1()11()1/1UUsRAsU sRsCRC S111111j()ULLLAfjjfj共78页第23页4.3 双极结型晶
14、体管的高频等效模型4.3.1 4.3.1 双极结型晶体管的混合双极结型晶体管的混合 型等效模型型等效模型4.3.2 4.3.2 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合 型等效模型的主要参数型等效模型的主要参数4.3.3 4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数 的频率响应的频率响应4.3.4 4.3.4 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合 型等效模型的单向化处理型等效模型的单向化处理 共78页第24页下面以共射接法的双极结型晶体管为例，从晶体管的物理结构下面以共射接法的双极结型晶体管为例，从晶体管的物理结构出发，考虑结电容的作用，求晶体管的高频等效模型出发，考虑结电容的
15、作用，求晶体管的高频等效模型除了对外引出的三个电极，即基极除了对外引出的三个电极，即基极b b，射极，射极e e和集电极和集电极c c外，在外，在晶体管内部的基区、射区和集电区各有一个假想的点晶体管内部的基区、射区和集电区各有一个假想的点 4.3.1 4.3.1 双极结型晶体管的混合双极结型晶体管的混合 型等效模型型等效模型b,c,e 共78页第25页 分别为基区，射区和集电区的体电阻，的数值较小，常可忽略。分别为发射结和集电结的电阻，由于工作在放大状态的晶体管的集电结为反向偏置，故 的数值很大，近似分析中可视为无穷大,bbecrr r,ecr r,b eb crr b cr 4.3.1 4.
16、3.1 双极结型晶体管的混合双极结型晶体管的混合 型等效模型型等效模型混合混合 型等效电路型等效电路(模型）模型）或高频小信号等效电路或高频小信号等效电路共78页第26页采用与低频等效电路类比的方法求高频等效电路参数采用与低频等效电路类比的方法求高频等效电路参数4.3.2 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的主要参数型等效模型的主要参数共78页第27页ebbbberrr1)若若:则则:Tb e0E(1)UrIbb r:手册可查手册可查4.3.2 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的主要参数型等效模型的主要参数低频时低频时m b e0g r0mbebg UIbeb beU
17、I rEQ00TT0EQ(1)b eImUUIgr2)共78页第28页3)可查手册可查手册mT2b egCfb cC:单位增益频率单位增益频率4.3.2 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的主要参数型等效模型的主要参数Tf共78页第29页求集电极电流和基极电求集电极电流和基极电流的表达式流的表达式 根据定义：根据定义：在晶体管的高频混合在晶体管的高频混合型等效电路中型等效电路中，令，令cec0bUII4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数的频率响应的频率响应0ceU共78页第30页节点节点 c:由于由于第二式代入第一式得：第二式代入第一式得：b ecmb
18、e1/jb cUIg UCbebbe(/1/1/)bebcUI rj Cj Ccmbb ej1/j()b cb eb cIgCIrCC4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数的频率响应的频率响应ce0U共78页第31页当当 时，时，考虑到低频时:则则:为为的频率响应的频率响应mb cgC0b e1j()b eb crCC忽略忽略 4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数的频率响应的频率响应cmbb ej1/j()b cb eb cIgCIrCCb cCm0b eg r共78页第32页a)a)的幅值频率特性的幅值频率特性 则则:20)/(1ff01
19、j()ffb e12()b eb cfrCC令令:b e1()b eb crCC4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数的频率响应的频率响应0b e1j()b eb crCCb)b)的相位频率特性的相位频率特性)/(arctgff称为转折频率（截止频率）称为转折频率（截止频率）共78页第33页Bode图：图：与与RC低通电路相似低通电路相似)/(arctgff20)/(1ff4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数的频率响应的频率响应01j()ff共78页第34页由于由于 有：有：0002211(/)(/)TTTffffff则则:通常通常,因而因
20、而:00be2()2()mTbebcbebcgffCCrCC2mTb egfC4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数的频率响应的频率响应若若 时对应的频率为时对应的频率为 1TfTffb eb cCC称为单位增益带宽称为单位增益带宽 共78页第35页对于共基极放大电路，电流放大系数 的转折频率为 所以共基极电路具有最佳的高频性能，即最大的带宽。fffT通常：通常：4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数的频率响应的频率响应2mTb egfCf共78页第36页混合混合 型等效模型的简化处理主要是将型等效模型的简化处理主要是将 分别等效到输入分别等
21、效到输入回路和输出回路，称为单向化处理回路和输出回路，称为单向化处理,以简化分析。以简化分析。4.3.4 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的单向化处理型等效模型的单向化处理cbC共78页第37页节点节点 :定义:bbcb eceb c ()jCIUUCceb eUKUbcb eb c (1)jCIUKCbcb eMb c1j(1)CUZIK CMb c(1)CK C定义:则基极回路的总电容为：为米勒电容为米勒电容bebeMCCC 4.3.4 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的单向化处理型等效模型的单向化处理共78页第38页采用同样的方法，求得 在输出端的等效值为：b
22、 cCb cC1b cb cKCCK 该电容并联在c、e之间，由于一般情况下 的容抗远大于 的阻值，近似分析中，该电容支路常可看作开路。CR得到简化的混合型等效模型，广泛应用在放大电路的高频分析中。4.3.4 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的单向化处理型等效模型的单向化处理bebeMCCC 共78页第39页近似估算如下：近似估算如下：Mb cb c(1)(1)mLCK Cg R C 为米勒电容。为米勒电容。由于Kcecmb emcb eb eUR g UKg RUU 米勒电容可写为：米勒电容可写为：11mLg RMCcbC使 远大于原电容 的值，此现象称为密勒(Miller)效
23、应，MC4.3.4 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的单向化处理型等效模型的单向化处理右图的节点c，电容中的电流相比 较小，可以忽略，有：mbeg U若有负载 ,则mcLmL/Kg RRg R LR共78页第40页mL(1)bebeMMbcCCCCg R C 则则晶体管的高频等效模型为晶体管的高频等效模型为 其中：其中：4.3.4 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合型等效模型的单向化处理型等效模型的单向化处理共78页第41页4.3 晶体管的高频等效模型-小结4.3.1 4.3.1 双极结型晶体管的混合双极结型晶体管的混合 型等效模型型等效模型4.3.2 4.3.2 双极结型晶体
24、管混合双极结型晶体管混合 型等效模型的主要参数型等效模型的主要参数4.3.3 4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数双极结型晶体管电流放大系数 的频率响应的频率响应4.3.4 4.3.4 双极结型晶体管混合双极结型晶体管混合 型等效模型的单向化处理型等效模型的单向化处理 共78页第42页以共源接法为例，与低频小信号模型比较，以共源接法为例，与低频小信号模型比较，MOS场效应管的场效应管的高频小信号模型需要考虑沟道的电容效应。高频小信号模型需要考虑沟道的电容效应。(1)gdgsgdmLCCK CKg R 4.4 4.4 场效应晶体管的高频小信号模型场效应晶体管的高频小信号模型按照同样的思路，将
25、分别折合到输入回路和输出回路。折合到输入回路的等效电容为 gdC(1)gdK C输入回路的总电容为 输出回路的总等效电容为：1dsdsgdKCCCK 共78页第43页忽略忽略 ，rgsrds由于输出回路的时间常数远大于输入回路的时间常数，因此在频率特性分析中常忽略输出回路电容的影响，得到简化的场效应管的高频等效模型如图。其中：gsgdgd(1)(1)gsgsmLCCK CCg R C4.4 4.4 场效应晶体管的高频小信号模型场效应晶体管的高频小信号模型共78页第44页4.5.1 4.5.1 单级放大电路的中频响应单级放大电路的中频响应4.5.2 4.5.2 单级放大电路的高频响应单级放大电路
26、的高频响应4.5.3 4.5.3 单级放大电路的低频响应单级放大电路的低频响应4.5.4 4.5.4 单级放大电路频率响应单级放大电路频率响应4.5.5 4.5.5 放大电路的增益带宽积放大电路的增益带宽积4.5 共射放大器的频率响应共射放大器的频率响应共78页第45页1）忽略耦合电容和结电）忽略耦合电容和结电容的影响，得到中频等效容的影响，得到中频等效电路电路4.5.1 4.5.1 单级放大电路的中频响应单级放大电路的中频响应考虑输出含耦合电容的共射放大电路，分析放大电路的频率响应。考虑耦合电容和器件结电容的影响，画出该电路在全频段的小信号等效电路 共78页第46页2).共射放大器的中频响应
27、共射放大器的中频响应对信号源的电压增益：对信号源的电压增益：bemLbbbe()obeoUMiibeUUUrAg RUU Urrb embbb e()oiUSMCsisURrAg RURR rr4.5.1 4.5.1 单级放大电路的中频响应单级放大电路的中频响应当当 RL 开路时，对信号源的电压增益：开路时，对信号源的电压增益：b embbb e()oioiiUSMUMLssiisisUU URRrAAg RUU URRRR rrbe0LmLbebe()UMrRAg Rrr共78页第47页在高频段，电路的工作频率比中频段更高，耦合电容可以近似在高频段，电路的工作频率比中频段更高，耦合电容可以近
28、似看做短路，结电容的影响则不能忽略，则有高频等效电路如图看做短路，结电容的影响则不能忽略，则有高频等效电路如图 4.5.2 4.5.2 单级放大电路的高频响应单级放大电路的高频响应共78页第48页求 往左看的有源二端网络的戴维南等效电路，求简化的高简化的高频小信号等效电路频小信号等效电路sbbbe(/)/bRRRrr4.5.2 4.5.2 单级放大电路的高频响应单级放大电路的高频响应issb eb eiSbebbb eirrRUUUrrrRR eb简化的高频小信号等效电路简化的高频小信号等效电路共78页第49页则高频响应则高频响应求解如下求解如下电压增益电压增益b es11jb eUURCb
29、eOmLUg UR 4.5.2 4.5.2 单级放大电路的高频响应单级放大电路的高频响应bemLbbbe11()1 j1 josbeoiUSHUSMsssbeisbebeUU UURrAg RAUU U URR rrRCRC由由于：于：上图输入阻容回路的时间常数为 b eRC为放大电路的上限截止频率，由上图输入回路的阻容时间常数决定。12Hb efRC11Hb eRC定义：共78页第50页则高频响应为则高频响应为H12b efRC11()1j1jUSHUSMUSMHHAjAAff4.5.2 4.5.2 单级放大电路的高频响应单级放大电路的高频响应Bode图类似于图类似于RC低通网络，低通网络，
30、输出和输入电压的相位差在输出和输入电压的相位差在 之间变化之间变化00180270共78页第51页在低频段，结电容可近似看作开路，耦合电容的影响则不能忽略，在低频段，结电容可近似看作开路，耦合电容的影响则不能忽略，则共射放大电路在低频段的等效电路如图。将受控电流源转换为则共射放大电路在低频段的等效电路如图。将受控电流源转换为受控电压源。受控电压源。4.5.3 4.5.3 单级放大电路的低频响应单级放大电路的低频响应ob emCUg UR 其中：其中：共78页第52页b embbb e()oib eoiCssib eisUU UURrg RUUU URR rr图中 为 和C断开后，电路的输出电压
31、，其与信号源电压的增益为：则低频响应为则低频响应为4.5.3 4.5.3 单级放大电路的低频响应单级放大电路的低频响应b embbb eb embbb e()1jj()1(/)11j()1j()oooiLUSLCssoisCLiCLCLUSMisCLCLUU URrRAg RUU URR rrRRCRrRR Cg RRARR rrRR CRR CoULRb embbb e()iUSMLisRrAg RRR rr其中：其中：为中频电压增益为中频电压增益共78页第53页111j()USLUSMCLAARR输出阻容回路的时间常数：()CLRR C11()LCLRR C定义：12()LCLfRR C为
32、放大电路的下限截止频率，由图中输出阻容回路的时间常数决定，则 11()11USLUSMUSMLLAjAAfjjf4.5.3 4.5.3 单级放大电路的低频响应单级放大电路的低频响应共78页第54页11()11USLUSMUSMLLAjAAfjjfBode图，具有高通的特点。4.5.3 4.5.3 单级放大电路的低频响应单级放大电路的低频响应共78页第55页4.5.4 4.5.4 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应在频率从零到无穷大的全频段上，放大电路的频率响应是上在频率从零到无穷大的全频段上，放大电路的频率响应是上述中频、高频和低频响应的组合，即单级放大电路电压增益述中频、高频和低频
33、响应的组合，即单级放大电路电压增益的频率响应的表达式和的频率响应的表达式和Bode图为：图为：1()(1j)(1)USUSMLHAjAffjff对具体电路分别求出中频电压增益，上限截止频率和下限截止频率，按照上式就可写出电路的频率响应。其上限截止频率主要由结电容所在阻容回路的时间常数决定，下限截止频率主要由耦合电容和射极旁路电容所在阻容回路的时间常数决定。其时间常数为从电容两端看进去的总的等效电阻和电容之积。当有多个阻容回路时，将有多个 和 LfHf共78页第56页【例4-4-1】场效应管构成的基本共源放大电路如图。电路中的电阻、电容参数以及场效应管的 和结电容为已知。求该电路的频率响应表达式
34、，并画出Bode图。解：1）求中频响应，首先画出电路全频段的小信号等效电路。电电路的中频增益路的中频增益(/)mgsCLoUMmLigsg URRUAg RUU mg4.5.4 4.5.4 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应共78页第57页2）求高频响应：画出高频小信号等效电路，如图。gsgsR C则：电路的高频响应为电路的高频响应为：11()(1j)(1j)UHUMmLHHAjAg Rffff 12HgsgsfR C4.5.4 4.5.4 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应共78页第58页3）求低频响应：考虑耦合电容，画出电路的低频小信号等效电路，如图。()dLRR C图
35、中C所在回路的时间常数为电路的低频响应为电路的低频响应为：12()LdLfRR C11()(1)(1)ULUMmLLLAjAg Rffjjff 4.5.4 4.5.4 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应共78页第59页4）频率响应：1111()(1j)(1)(1j)(1)UUMmLLLHHAjAg Rffffjjffff 12HgsgsfR C12()LdLfRR C4.5.4 4.5.4 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应共78页第60页4.5.5 4.5.5 放大电路的增益带宽积放大电路的增益带宽积说明，提高放大电路的增益与扩展放大电路的带宽之间是有矛盾的。因此不能只以
36、说明，提高放大电路的增益与扩展放大电路的带宽之间是有矛盾的。因此不能只以Hf的大小来判断一个放大电路的高频性能，常定义增益带宽积的大小来判断一个放大电路的高频性能，常定义增益带宽积GBP来更合理地描述放大来更合理地描述放大电路的高频性能。电路的高频性能。GBP定义为：定义为：益提高，这又是我们希望的。益提高，这又是我们希望的。USMbwUSMHGBPAfAf选择选择 小的晶体管，即高频性能好的管子组成放大电路，可获得大的小的晶体管，即高频性能好的管子组成放大电路，可获得大的GBPGBP。另外，共射放大由于密勒效应的存在，其带宽受到限制，如采用共基电路，则密另外，共射放大由于密勒效应的存在，其带
37、宽受到限制，如采用共基电路，则密勒效应不存在，电路的频带将得到扩展。勒效应不存在，电路的频带将得到扩展。bbrebC共78页第61页4.5.1 4.5.1 单级放大电路的中频响应单级放大电路的中频响应4.5.2 4.5.2 单级放大电路的高频响应单级放大电路的高频响应4.5.3 4.5.3 单级放大电路的低频响应单级放大电路的低频响应4.5.4 4.5.4 单级放大电路频率响应单级放大电路频率响应4.5.5 4.5.5 放大电路的增益带宽积放大电路的增益带宽积4.5 共射放大器的频率响应共射放大器的频率响应-小结小结1()(1j)(1)USUSMLHAjAffjff共78页第62页4.6 多级
38、放大器的频率响应多级放大器的频率响应多级放大电路由前述的多个单级放大电路级联而成。总的电压增多级放大电路由前述的多个单级放大电路级联而成。总的电压增益等于各级电压增益的乘积，但需注意的是前级电路相当于后级益等于各级电压增益的乘积，但需注意的是前级电路相当于后级的信号源，后级相当于前级的负载。的信号源，后级相当于前级的负载。1.电压增益电压增益1NUUKKAA1111()(1j)(1)(1j)(1)UKUMmLLLHHAjAg Rffffjjffff 1120lg20lgNUUKKNKKAA对数表达：共78页第63页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应如两级放大电路的频率特性及如两级
39、放大电路的频率特性及Bode图图:121220lg20lg20lgUMUMUMAAA通过取对数，使幅值频率特性的乘积通过取对数，使幅值频率特性的乘积运算转换为求和运算运算转换为求和运算 共78页第64页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应 2.下限截止频率下限截止频率LLKff211.1NLLKkff211,2,NLLKkKNff共78页第65页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应 3.上限截止频率上限截止频率HHKff2111NkHKHff21111.1NkHKHff共78页第66页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应例例1：目标：确定共射放大器的高频响应
40、。：目标：确定共射放大器的高频响应。已知：该共射放大器的参数如下：已知：该共射放大器的参数如下：sbbC0T1k1001mA100400MHz0.5pFb cRrIfC，1005k,bCLRKRR。解：解：1 1）画出高频小信号等效电路）画出高频小信号等效电路共78页第67页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应2)2)求高频等效电路参数求高频等效电路参数:ETIUmgmV26mA1S 038.0ebrm0gS 038.0001k 6.2sbbC0T1k1001mA100400MHz0.5pFb cRrIfC，)/(RRrrRbSbbeb1005kbCRKR。k 77.0)/(RRr
41、rRbSbbeb共78页第68页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应mT14.82b egCpFfmc(1)96.7Mb cCg R CpFmc(1)111.5b eb eMb eb cCCCCg R CpF 2mb eTCgf11.852HZb efMHRCmc(1)b eb eMb eb cCCCCg R C 共78页第69页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应3)中频电压增益中频电压增益:s()133.5ib eUSMmCibeRrAg RRR r 共78页第70页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应5)波特图波特图oHsH1j(/)USMUSUAAU
42、ff4)高频响应高频响应51.133lg2020lgUSMAdB 5.4211.852HZb efMHRC共78页第71页例例2:假定共射放大电路的波特图如下所示，求电压增益假定共射放大电路的波特图如下所示，求电压增益.4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应共78页第72页4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应12110250LLHfHzfHZfKHZ由图可知由图可知:20lg40dBUMA100UMA 12511()100110(1)(1)(1)(1)(1)(1)2.5 10UUMLLHAjAffffjjjjjjfffff 则则:共78页第73页4.6 多级放大器的频率响
43、应多级放大器的频率响应解：频率响应表达式标准化解：频率响应表达式标准化5L5H100,10010(1)(1j)1010Hz10 HzUUMAAfjfff 5555110j10j1(1j)(1j)(1j)(1j)1010101010*10100111010*()(1j)(1)(1j)101010UffjfAffffjfffjjff例例3:设放大电路的频率响应如下设放大电路的频率响应如下。求。求 fL,fH，并画出波特图。并画出波特图。510j(1j)(1j)1010UfAff共78页第74页第4章 放大电路的频率响应-小结4.1 4.1 频率响应概述频率响应概述 4.2 RC4.2 RC电路的频率响应电路的频率响应4.3 4.3 双极结型晶体管的双极结型晶体管的高频等效模型高频等效模型4.4 4.4 场效应晶体管的场效应晶体管的高频等效模型高频等效模型4.5 4.5 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应 4.6 4.6 多级放大器的频率响应多级放大器的频率响应共78页第75页作业作业:4.1，4.2，4.4，4.5，4.7 4.8，4.9，4.10，
