場效應管的高頻等效模型5.4單管放大電路的頻率響應.ppt

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5.3場效應管的高頻等效模型,場效應管各極之間存在極間電容，其高頻等效模型如下：,一般情況下，rgs和rds比外接電阻大得多，可認為是開路。,Cgd可進行等效變化，使電路單向化。,Cgd等效變化：,g-s之間的等效電容為,d-s之間的等效電容為,圖5.3.1場效應管的高頻等效模型(b)簡化模型,5.4單管放大電路的頻率響應,5.4.1單管共射放大電路的頻率響應,中頻段：各種電抗影響忽略，Au與f無關；,低頻段：耦合電容(或旁路電容)壓降增大，Au降低。與電路中的電阻構成RC高通電路；,高頻段：三極管的極間電容并聯(lián)在電路中，Au降低。而且，構成RC低通電路。,一、中頻電壓放大倍數(shù),耦合電容可認為交流短路；極間電容可視為交流開路。,1.中頻段等效電路,由圖可得：,2.中頻電壓放大倍數(shù),已知，則,結論：中頻電壓放大倍數(shù)的表達式，與利用簡化h參數(shù)等效電路的分析結果一致。,二、低頻電壓放大倍數(shù),考慮耦合電容(或旁路電容)的作用，其等效電路：,C1與輸入電阻構成一個RC高通電路。,輸出電壓：,低頻電壓放大倍數(shù)：,低頻時間常數(shù)為：,下限(3dB)頻率為：,則,對數(shù)幅頻特性：,對數(shù)相頻特性：,因電抗元件引起的相移為附加相移。低頻段最大附加相移為+90,三、高頻電壓放大倍數(shù),考慮極間電容的影響，其等效電路：,用戴維南定理簡化高頻等效電路：,高頻時間常數(shù)：,上限(-3dB)頻率為：,的對數(shù)幅頻特性和相頻特性：,高頻段最大附加相移為-90,四、波特圖,繪制波特圖步驟：,1.根據(jù)電路參數(shù)計算、fL和fH；,2.由三段直線構成對數(shù)幅頻特性；,中頻段：對數(shù)幅值=20lg,低頻段：f=fL開始減小，作斜率為20dB/十倍頻直線；,高頻段：f=fH開始增加，作斜率為20dB/十倍頻直線。,3.由五段直線構成對數(shù)相頻特性。,對數(shù)幅頻特性：,對數(shù)相頻特性：,5.4.2單管共源放大電路的頻率響應,圖5.4.7單管共源放大電路及其等效電路,在中頻段開路，C短路，中頻電壓放大倍數(shù)為,在高頻段，C短路，考慮的影響，上限頻率為：,在低頻段，開路，考慮C的影響，下限頻率為：,電壓放大倍數(shù)：,5.4.3放大電路頻率響應的改善和增益帶寬積,為了改善放大電路低頻特性，需加大耦合電容及其回路電阻，以增大回路時間常數(shù)，從而降低下限頻率。在信號頻率很低的場合，應考慮采用直接耦合方式。,2.為了改善單管放大電路的高頻特性，應增大上限頻率。,問題：fH的提高與Ausm的增大是相互矛盾的。,3.增益帶寬積,中頻電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積。,Ri=Rb/rbe,假設RbRs，Rbrbe；(1+gmRc)CC,說明：,式不很嚴格，但從中可以看出一個大概的趨勢，即選定放大三極管后，rbb和C的值即被確定，增益帶寬積就基本上確定，此時，若將放大倍數(shù)提高若干倍，則通頻帶也將幾乎變窄同樣的倍數(shù)。,如欲得到一個通頻帶既寬，電壓放大倍數(shù)又高的放大電路，首要的問題是選用rbb和C均小的高頻三極管。,復習：,1.晶體管的混合模型,2.單管共射放大電路的頻率響應,表達式：,波特圖的繪制：三段直線構成幅頻特性五段直線構成相頻特性,5.5多級放大電路的頻率響應,5.5.1多級放大電路頻率特性的定性分析,多級放大電路的電壓放大倍數(shù)：,對數(shù)幅頻特性為：,在多級放大電路中含有多個放大管，因而在高頻等效電路中有多個低通電路。在阻容耦合放大電路中，如有多個耦合電容或旁路電容，則在低頻等效電路中就含有多個高通電路。,多級放大電路的總相位移為：,兩級放大電路的波特圖,幅頻特性,一級,二級,相頻特性,一級,二級,多級放大電路的通頻帶，總是比組成它的每一級的通頻帶窄。,5.5.2多級放大電路的上限頻率和下限頻率的估算,在實際的多級放大電路中，當各放大級的時間常數(shù)相差懸殊時，可取其主要作用的那一級作為估算的依據(jù)。即：若某級的下限頻率遠高于其它各級的下限頻率，則可認為整個電路的下限頻率就是該級的下限頻率。同理若某級的上限頻率遠低于其它各級的上限頻率，則可認為整個電路的上限頻率就是該級的上限頻率。,例5.5.1已知某電路的各級均為共射放大電路，其對數(shù)幅頻特性如圖所示。求下限頻率、上限頻率和電壓放大倍數(shù)。,（2）高頻段只有一個拐點，斜率為-60dB/十倍頻程，電路中應有三個電容，為三級放大電路。,解：（1）低頻段只有一個拐點，說明影響低頻特性的只有一個電容，故電路的下限頻率為10Hz。,fH0.52fH1=(0.522105)Hz=104kHz,（3）電壓放大倍數(shù),