《2022年模拟电路备课教案第五章放大电路的频率响应.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年模拟电路备课教案第五章放大电路的频率响应.docx（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第五章 放大电路的频率响应一、内容介绍：本章主要叙述有关频率响应的基本概念、晶体管和场效应管的高频等效模型、放大电路频率响应的分析方法等；二、重点和难点：重点是争论影响放大电路频率响应的因数、争论频率响应的必要性、求解单管放大电路下限频率、上限频率和波特图的方法、 多级放大电路的频率参数与各级放大电路频率参数的关系；难点是如何懂得分析下限频率是结电容相当于短路,而分析上限频率时将耦合电容和旁路电容相当于短路；为什么截止频率打算电容所在回路的时间常数； 如何求解电容所在回路的等效电阻；如何依据波特图写出放大倍数的表达市和依据放大
2、倍数的表达式画出波特图；三、作业布置：5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载5.1 频率响应概述 1、争论放大电路频率响应的必要性在放大电路中, 当输入信号频率过高或过低时,其放大倍数的值会减小,并产生相移（超前或滞后） ；说明放大倍数是信号频率的函数,这种函数关系称之 为频率响应或频率特性；产生这种现象的缘由：放大电路中存在电抗元件（电容、电感等）及晶体 管存在极间电容；在前面争论的放大电路中,我们忽视了电路中的电抗元件及晶体管极间电 容的影响,认为在
3、输入信号的频率范畴内, 其放大倍数的幅度和相位均保持不变,此频率范畴称之为中频段；2. 频率响应的基本概念（1）高通电路A VV oRR11j1fLV ij1j1CRC令11A V1LCL1jL1A V 12f幅频特性1fLf arctanfL相频特性f高通电路的幅频特性曲线：采纳对数坐标绘制的频率特性曲线,称之为波 特图；20lgA V10lg1fL2dBffL时,A V3 d Bf 当f10fL时,A V0dB； 当 当f0.1fL 时,A V20dB；高通电路的相频特性曲线：fH 称之为下限截止频率（下限频率） ；名师归纳总结 farctanLfa 当fo1 0 L f 时,o；0b 当
4、fL f 时,o 4 5；第 2 页,共 12 页f 当0.1fL时,90- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（2）低通电路1A VV o1RjCf1j1RCA V 112幅频特性V i1jC令1HCHA V 11H11 ffH相频特性jjarctanffHfH低通电路的幅频特性曲线：fH 称之为上限截止频率（上限频率） ；20lgA V10lg1f2dBfH 当f0.1fH时,A V0dB； 当ffH时,A V 3dB； 当f10fH时,A V 20dB；低 通 电 路 的 相 频 特 性 曲 线 ： arctanffH 当f0.1f
5、H时,o 0； 当ffH时, 45o； 当f10fL 时, 90o52 晶体管的高频等效模型 1. 晶体管的高频混合 模型（1）完整的混合 模型r bb -基区的体电阻, b是假想的基区内的一个点；r be-发射结电阻 r be与发射区体电阻 re折算到基极回路的电阻；Cb e-发射结电容 rb c-集电结电阻 Cb c-集电结电容名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 互导gmiCV CEiCV CE学习必备欢迎下载v B Ev B Eg m0IEQr be UTr ce-c-e 间的动态电阻；（2）简化的混合模型忽视
6、r b c和rc eg Vbe而不用Ib？rbb可以从手册中查得；rb e1U ITCb egmTE2fgm0IEQIEQ mA r b e UT26mV在高频小信号模型中,为什么用（3）混合模型的单向化 C M1KC bc 1K C b c C M1KCbc 1K C b c KUce/Ube KCC be CM一般CC,且M名师归纳总结 2. 晶体管电流放大系数c的频率响应IcUXC MR L ,所以1j0第 4 页,共 12 页 C M可以忽视；g Ub eIcVCE即IIbIbVce0Ibb e1/r b ejCr C- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - -
7、- - f2121C学习必备欢迎下载rbef1j0f（低通特性）f为共射截止频率幅频特性：20lg120lg020lgf2f相频特性：arctanf f10fTf201f1j0ffff Tf令20lg020lgff求得特点频率Tf共基截止频率 10T f53 场效应管的高频等效模型CC gs1K CgdK g R L54 单管放大电路的频率响应1.单 管共 射放 大 电路的频率响应（1）中频特性名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - A vmUo学习必备欢迎下载UiUg Ub e R Lr be （2）低频特性be r
8、bbr be /g r R b e L r bea 仅考虑 C1 的影响A vsl1UorimUoUiUsUUsiA vmrimR sj1r imC 1A vm/r imR sj11r imR C 1A vsmj1fL11ffL12 rim1R C 1b 仅考虑 C2 的影响A vl2UorR LR L2C2Uig Ube R cR L1/jjC2R cR L1/C1/j2Ube r bbr b e /be gm1R R L/R cR L2fL21/jR cR LC1A vmr be/rbe jfLf12 R CR L C2c 仅考虑 Ce 的影响名师归纳总结 - - - - - - -第 6
9、 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - A vsl3UoUoUi学习必备欢迎下载UsUiUsg Ub e RriRsRs1RsriAvm R rbe r RLUb e ri /rb e rigmrb e Rrbe r R briRLbrbe r R briRbbriRA vsmr imr imR s R r b beb R brbe R r b beA vsm1R s R r b ber iR r i R b r R bR r i R b r R bA vsm R r b be R br beR sA vsmr be R sR s R br i R R s b R
10、sri UiIb r bbr b e Ibg I r m b b e R e/1j C eIbIbr be1g r m be1jR eR C eA vsl3 R sr beA vsmr be R sjR e1g r m be1R C e名师归纳总结 1 R s R sA vsmr be R s1jR C e R C e第 7 页,共 12 页r be1g r be R ejR er be R sA vsmjR r be R sC e R C er be1g r be R ejR er beA vsmA vsmr be1g r be R e1jfLjR er be R sC ef- - - -
11、- - -精选学习资料 - - - - - - - - - fL32R er be1学习必备欢迎下载1g r m b eg r m beC e2 R C e R s/ 1R er be R s/ 1A vsli1A vsm i1,2,3g r m b eC e21g r m be0jfLifL1f12 rimR C 1fL212 R CR L C2fL312R er be R s/ 1 R C eR er be R s/ 1g r m be低频响应的求解归结为： 1求 Avsm；（2）求电容两端的等效电阻；摸索题：如 何求电容两端的等效电阻？（3）高频特性仿照低频响应的分析方法,可以写出高频响
12、应的表达式：名师归纳总结 A vsh1A vsmfH21RR s/ R br bb /r be CC b e C M第 8 页,共 12 页jfRCfH- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - C M1KC b c 1K C bc 学习必备欢迎下载KUce/Ub e KjfA vs1jfLA vsm31ffH据此,画出放大电路的 波特图：当 fL1 、 fL2、 fL3 很接 近时,下限截止频率按 下式运算：fL1.1nf2A um频率特性Lkk1A vs1jfLA vsmjf1ffH例：某放大电路的对数 频率特性如下列图,并已知中频段的相移m=180 o；（
13、1）写出表达式；（2）画出其相频特性,并写出相频特性f的表达式；10020lgA um40 db名师归纳总结 fL100jfH105jf第 9 页,共 12 页A u11001001f5 10- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 180oarctg100学习必备欢迎下载farctgf5102.单管共源放大电路的频率响应A vs1jfLA vsmjffLf H2 R d111 R R C s 1 gs2ffH C gsCgs1K C gdK g R L3.增益带宽积（1）改善放大电路频率响应的途径加大耦合电容的容量和回路电阻的值,式,使 fL=0；以降低下限
14、频率； 或采纳直接耦合方减小 b -c 之间的等效电容或g-s 之间的等效电容的容量和回路电阻的值,以提高上限频率；（2）放大电路带宽与增益之间的冲突名师归纳总结 对大多数电路,fH fL ,所以带宽fbw= fJ fL fH ,带宽与增益的冲突第 10 页,共 12 页即为上限频率fH 与带宽 fbw 冲突；提高 fH 需要减小 b -c 之间的等效电容或g-s 之间的等效电容的容量C,而C = C be+ 1+ gmRL Cbc,所以需减小 gmRL ,而减小 gmRL 必将导致放大倍数的减小,所以,fH 与增益是冲突的；（3）增益带宽积A vsmR srimimg r be R LR s
15、1r beg r b e R Lrr ber be- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - fH2R s/ R b1r bb /rbe C学习必备欢迎下载r b e C2R s1r bb /A vsm f bw A vsm f H 12 r bb R C b c BJT 一旦确定,带宽增益积基本为常数；为了 兼顾增益和带宽两方面的性能,期望增益带宽积应尽可能大, 所以应挑选 rbb 和 Cbc均很小的高频管, 与此同时,尽量减小等效电容所在回路的总等效电阻；除此之外,仍可以考虑用共基放大电路；. 前级的开路电压是下级的信号源电压A VV oV o1V o2Vo
16、kn1A Vk. 前20 lgnA Vkkn120 lgA Vk级 的输 出阻 抗是 下级 的V iV iV o1V on-1k1信 号源 阻抗. 下级的输入阻抗是前级的负载名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载当各级放大电路的下限频率相同或很接近时,算：fL1.1n1f2kLk多级放大电路的下限频率按下式计当其中一级放大电路的下限频率远大于其它各级的下限频率时,就多级放大电路的下限频率近似等于该级放大电路的下限频率；当各级放大电路的上限频率相同或很接近时,算：fH1.111nk1f2 Hk多级放大电路的上限频率按下式计当其中一级放大电路的上限频率远小于其它各级的上限频率时,就多级放大电路的上限频率近似等于该级放大电路的上限频率；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页