頻率響應(yīng)概述與晶體管的高頻等效電路.ppt

第十四講頻率響應(yīng)概述與晶體管的高頻等效電路 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(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效電路 一 頻率響應(yīng)的基本概念 1 研究的問題 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 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) fL 低頻段放大倍數(shù)表達(dá)式的特點(diǎn) 下限截止頻率的特征 f 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 低頻段放大倍數(shù)表達(dá)式的特點(diǎn) 上限截止頻率的特征 f fH時(shí)放大倍數(shù)約為1 3 幾個(gè)結(jié)論 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45 當(dāng)f fH時(shí)放大倍數(shù)幅值也約降到0 707倍 相角滯后45 截止頻率決定于電容所在回路的時(shí)間常數(shù) 電路高頻段的放大倍數(shù)需乘因子 頻率響應(yīng)有幅頻特性和相頻特性兩條曲線 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 三 晶體管的高頻等效電路1 混合 模型 形狀像 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C 發(fā)射結(jié)電容re 發(fā)射區(qū)體電阻rb c 集電結(jié)電阻C 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 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iB而阻值大 因在放大區(qū)承受反向電壓而阻值大 混合 模型 忽略大電阻的分流 混合 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 2 電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng) 為什么短路 電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線 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 共基截止頻率 特征頻率 集電結(jié)電容 通過以上分析得出的結(jié)論 低頻段和高頻段放大倍數(shù)的表達(dá)式 截止頻率與時(shí)間常數(shù)的關(guān)系 波特圖及其折線畫法 C 的求法 四 場(chǎng)效應(yīng)管的高頻等效電路 可與晶體管高頻等效電流類比 簡(jiǎn)化 單向化變換 單向化變換 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 為什么波特圖開闊了視野 同樣長度的橫軸 在單位長度不變的情況下 采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)后 最高頻率是原來的多少倍 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 200 Cob 5pF f 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) 清華大學(xué)華成英hchya 討論二