华中科技大学电信系：《模拟电子技术基础》课程教学资源（PPT电子教案）双极结型三极管及放大电路基础 4.7 放大电路的频率响应

华中电信系 4.7放大电路的频率响应 研究放大电路的动态指标(主要是增益)随信 号频率变化时的响应。 471单时间常数RC电路的频率响应 472BJT的高频小信号模型及频率参数 473单级共射极放大电路的频率响应 47.4单级共集电极和共基极放大电路的高频响应 47.5多级放大电路的频率响应 HOME BACKNEXT

4.7 放大电路的频率响应 4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数 4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应 4.7.4 单级共集电极和共基极放大电路的高频响应 4.7.5 多级放大电路的频率响应 研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信 号频率变化时的响应

471单时间常数RC电路的频率响应 1.RC低通电路的频率响应 ①增益频率函数(电路理论中的稳态分析) R RC电路的电压增益(传递函数): APu(s)=vo(s) 1/sC VI(s) R1+1/sCI 1+SrCI 又s=j0=2f且令f1 2R,C, RC低通电路 则A 1+j(∫/f1) 电压增益的幅值(模)Am (幅频响应) 1+(f/fn)2 电压增益的相角9n=- arctan(∫/fn)(相频响应) HOME BACKNEXT

4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 1. RC低通电路的频率响应 （电路理论中的稳态分析） RC电路的电压增益（传递函数）： 则 1 1 1 1 1 i o H 1 1 1 / 1 / ( ) ( ) ( ) R sC sR C sC V s V s A s V      s  j  j2πf 且令 1 1 H 2π 1 R C 又 f  1 j( / ) 1 i H o H V f f V AV       电压增益的幅值（模） 2 H H 1 ( / ) 1 f f AV   （幅频响应） 电压增益的相角 arctan ( / ) H H    f f （相频响应） ①增益频率函数 RC低通电路

1.RC低通电路的频率响应 华中电信系 ②频率响应曲线描述 201g ayH/dB 3dB 幅频响应Am OdB/十倍频程 +(∫/J) 最大误差-3dB (a) 相频响应φH=- arctan(∫/f) 0.01/10.1 7Hz H f/Hz 45°/侍频程 (b) HOME BACKNEXT

最大误差 -3dB ②频率响应曲线描述 幅频响应 2 H H 1 ( / ) 1 f f AV   1. RC低通电路的频率响应 相频响应 arctan ( / ) H H    f f

2.RC高通电路的频率响应 华中电信系 201g arL/dl oF-i_dB Pettitt t 20dB/十倍频程 RC高通电路 RC电路的电压增益: 0.1 f/Hz R An (s) V;(s)R2+1/ 45°十倍频程 s+1/R2C2 幅频响应A1 (b)0.01 0.1 10f 100 +(几1/f)2 OME相频响应1= arctan(//)输出超前输入 BACKNEXT

2. RC高通电路的频率响应 RC电路的电压增益： 2 2 2 2 2 i o L 1 / ( ) 1 / ( ) ( ) s R C s R sC R V s V s A s V      幅频响应 2 L L 1 ( / ) 1 f f AV   相频响应 arctan ( / ) L L   f f 输出超前输入 RC高通电路

47.2BJT的高频小信号模型及频率参数 1.BJT的高频小信号模型 ①模型的引出 rb--基区的体电阻,b'是假想的基区内的一个点 rbe-发射结电阻r归算到基极回路的电阻 b'e 发射结电容 b'c b bb rbc--集电结电阻 rb'c be--集电结电容 b'e e 互导gm00wE △i △ BE BJT的高频小信号模型 HOME BACKNEXT

4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数 1. BJT的高频小信号模型 ①模型的引出 rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻 ---发射结电容 rbc ---集电结电阻 Cbc ---集电结电容 rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点 互导 CE CE B E C B E C m V V i i g         v v BJT的高频小信号模型

1.BJT的高频小信号模型 华中电信系 ②简化模型 b'c bb′ 忽略和r 混合∏型高频小信号模型 e b'eb'e =c b’e ce b'c g b'er Cbe lrb'e HOME BACKNEXT

②简化模型 混合型高频小信号模型 b c ce 忽略 r 和 r  1. BJT的高频小信号模型

2.BJT高频小信号模型中元件参数值的获得 低频时,混合∏模型与H参数模型等价 b c gmvb'e e e =bb b'e 又=+(l+B)r=b+(1+B EQ 所以:=(1+ EO bb e HOME BACKNEXT

2. BJT高频小信号模型中元件参数值的获得 低频时，混合模型与H参数模型等价 be  bb  be r r r EQ be bb e bb (1 ) (1 ) I V r r β r r β T 又         所以 EQ b e (1 ) I V r β T    bb  be  be r r r

2.BJT高频小信号模型中元件参数值的获得 低频时,混合∏模型与H参数模型等价 b c gmy e 又因为V,=I1e g Vbe= Bl b b'e 2π Cb和f从手册中查出 所以gm EQ b'e T HOME BACKNEXT

又因为 be  b be V I r   m b e b g V I     T m b e 2πf g C   Cbc 和 fT 从手册中查出 所以 VT I r β g EQ b e m    2. BJT高频小信号模型中元件参数值的获得 低频时，混合模型与H参数模型等价

3.BJT的频率参数 华中电信系 由H参数可知 b, jo cbe 'e le-(gm jo coev B b b'e b'e JoChi m' b'e 即B= V=0 b'e e 根据混合∏模型得 e 8mvb'e /jaC b' o b'e Ire/(1/jaCe)//(1/jace ) 当g >>aCh。时, 所以 B 8m-Joc b'e 1/rb'e+jo(Cb'e+ Cbe) B≈ 1+jo(Ch。+ e e 低频时B=g HOME BACKNEXT

3. BJT的频率参数 由H参数可知 CE B C fe V i i h    即 0 b c ce   V I I     根据混合模型得 b c b e c m b e 1/j      C V I g V    [ //( / )//( / )] b e b b e b e b c 1 j 1 j    C  C  V I  r   低频时 0  m be  g r 所以 1/ j ( ) j b e b e b c m b c b c          r C C g C I I       当 m  Cbc g  时， b e b c b e 0 1 j ( )        C C r   

3.BJT的频率参数 201B/dB 3dB B 1+ja(cbe +Cbs)rb 令f 2I(Cbe+ b'c)b'e β0 0.16108 β的幅频响应 1+(f/f) β的相频响应q=-actg 5 f6—共发射极截止频率 90° f1—特征频率 fr=Bof 81 8 ≈ 2T(Cbe +Cb) 2Cb ∫-共基极截止频率 f -(1tBofesfstfT fB <fr<f HOME BACKNEXT

b e b c b e 0 1 j ( )        C C r    令 b e b c b e β 2π 1      C C r f ( ) 的幅频响应 2 β 0 1 ( f / f ) β β    fβ ——共发射极截止频率 fT ——特征频率 b e m b e b c m T 0 β 2π   2π      C g C C g f f ( )  β T α f  f  f f ——共基极截止频率 3. BJT的频率参数 β arctg f f 的相频响应    f ＝(1＋0)f≈f＋fT