23--23.3单管CE放大电路的高频响应 23.32增益及上限截止频率 gnv. r Rs 1/ jax C vo VS'O C b'G Rs+°1+joRC →4m-1一R十1+mC”21+/C 中频增益Asw 2zR.C 1+if/f 23--233单管CE放大电路的高频响应 2.3.32增益及上限截止频率(续一 201glA(j (dB) PR VSM 2scRsCI iff 1+(/f1)2 Plf q=-180°+(-arcg △φ,高频区产生的附加相移 -270 g R GBW=4sx·f2(R、+%C+(+gnRC 2
1 1 清华大学电子工程系李冬梅 ' o mVb' eRL V g & = − & ' ' 1/ 1/ ' S S i i b e V R j C j C V ω ω + = 2.3 －－2.3.3 单管CE放大电路的高频响应 , 1 / H VSM VSH jf f A A + = & & 2.3.3.2 增益及上限截止频率 ' ' 1 ' 1 S i S S be b e j R C V R r r + ω ⋅ + = ' ' ' 1 1 S be S i L R r j R C R ω β + ⋅ + − ' ' = ' 1 ' 1 S be S i m b e L S O VSH R r j R C g r R V V A + ω ⋅ + = = − 中频增益AVSM 令 ' ' 2 1 S i H R C f π = S be L VSM R r R A + − = ' β VS’ RS’ Vb’e Ci b′ Cb’c e - - - + gmVb’e rce + Vo + c C RL ′ b’c 2 清华大学电子工程系李冬梅 2.3 －－2.3.3 单管CE放大电路的高频响应 H VSM VSH jf f A A 1+ / = & & 2.3.3.2 增益及上限截止频率（续一） ∆ϕ，高频区产生的附加相移 2 1 ( / ) H VSM VSH f f A A + = & & 180 ( ) 1 H o f f arctg− ϕ = − + − ' ' 2 1 S i H R C f π , = ' S be L VSM R r R A + − = β fH 10f H 0 (dB) 20lg A( jω) f fH 10fH f 0.1fH ϕ( f ) -180 -270 AVSM 2 ( ' )[ ' (1 ) ' ] ' ' S bb b e m L b c m L VSM H R r C g R C g R G BW A f + + + ⋅ = ⋅ = π &
23二-2.33单管CE放大电路的高频响应 几点说明 高频特性分析方法: 影响的因素: 1)画交流通路 f1与rb 2)画交流等效电路(高频 有关 3)求源电压增益表达式 4)取模,取相位(幅频特性,相Δφf2,则f≈f1 2
2 3 清华大学电子工程系李冬梅 2.3 －－2.3.3 单管CE放大电路的高频响应 几点说明 高频特性分析方法： 1）画交流通路 2) 画交流等效电路（高频） 3) 求源电压增益表达式 4) 取模，取相位（幅频特性，相 频特性） 5) 从模中取中频增益（最大值） 一阶网络的上限截止频率： ' ' 2 1 S i H R C f π = 影响fH的因素： Δφ > fL2 , 则 L L1 f ≈ f 3) 输入、输出回路分别求下 限截止频率fL1、 fL2 4) 根据fL1、 fL2求fL
学电子工程系李23频率响应的基本概念及单管共射放大电路的频响特性 放大电路分析小结 直流、交流大信号: 非线性) 图解 工作点 部分 输入、输出电阻 放大器 夭信乎 增益 电路 非性 动态范围 分析 非线性失真 功耗 部分 解析 交流小信号: 线性) (缄性 输入、输出阻抗 分析 增益 频率响应 输出功率 二章模拟集成电路的基本单元电路 24共集放大电路(CC) 24.1CC电路的中频特性 R 1)电路构成 2)直流通路 3)交流通路 R RB1∥Rn2 RL Vo E RIVo R RL 3
3 5 清华大学电子工程系李冬梅 放大电路分析小结 放大器 电路 图解 解析 直流 部分 交流 部分 大信号 （非线性） 分析 小信号 （线性） 分析 KCL KVL 模型 密勒定理 直流、交流大信号： （非线性） 工作点 输入、输出电阻 增益 动态范围 非线性失真 功耗 交流小信号： （线性） 输入、输出阻抗 增益 频率响应 输出功率 2.3 频率响应的基本概念及单管共射放大电路的频响特性 6 清华大学电子工程系李冬梅 2.4 共集放大电路（CC） 第二章 模拟集成电路的基本单元电路 2.4.1 CC电路的中频特性 VO RB1 vS RL VCC C1 C2 + _ + _ RB2 RS RE + _ Vi T VO RB V RE i + _ + _ RL ╰─╮╭─╯ RL′ RB1 VCC RB2 RE 1）电路构成 2）直流通路 3）交流通路 1 2 // RB = RB RB
第二章一-2.4共集放大电路(CC) 24.1CC电路的中频特性(续一) 4.小信号交流分析 Ri R R R R。TR 7 第二章一=24共集放大电路(C 24.1CC电路的中频特性(续二) 4小信号交流分析 (1)4,= Vi=re Ib (,+8A) )R=(B+1)1R (B+1)R R +(B+1)R2 RE <1,→1同相 R 射极跟随器
4 7 清华大学电子工程系李冬梅 2.4.1 CC电路的中频特性（续一） 第二章 －－2.4 共集放大电路（CC） 4. 小信号交流分析 T VO RB V RE i + _ + _ RL ╰─╮╭─╯ RL′ Vi Ii VS RS RB rbb’ rb’e Vb’e Ib RE RL gmVb’e RL’ Cb’c Cb’e rce 8 清华大学电子工程系李冬梅 i O v V V A & & & (1) = i be b o V = r I + v & ' ( ' ) o b mVb e RL v = I + g ' (1 ' ) m b e bRL = + g r I ' ( 1) bRL = β + I 2.4.1 CC电路的中频特性（续二） 第二章 －－2.4 共集放大电路（CC） 4. 小信号交流分析 ' ' ( 1) ( 1) be L L v r R R A + + + = β β & 射极跟随器 < 1, → 1 同相 Vi Ii VS RS RB rbb’ rb’e Vb’e Ib RE RL gmVb’e RL’
第二章一-2.4共集放大电路(CC) 24.1CC电路的中频特性(续三) (2)R R ∥R R1=,=r2+(B+1)R RB∥|re+(B+1)R 十 R R大!(不考虑 R的影响时 R 基极偏置RB Ra宜大不宜小! R R与R1有关 第二章一=24共集放大电路(C 24.1CC电路的中频特性(续四) (3)Ro R R∥R Ro Rs+r r (1+gml6)B+1-l6日 R=R。∥R Rs R R,=R∥ B+1 R R小 Ro R与R有关! 5
5 9 清华大学电子工程系李冬梅 Ri (2) ' // B i i i i R R I V R = = ' ' ( 1) be L b i i r R I V R = = + β + 2.4.1 CC电路的中频特性（续三） 第二章 －－2.4 共集放大电路（CC） //[ ( 1) ] ' i B be RL R = R r + β + Ri Ri ’ Ri ’大！（不考虑 RB的影响时） ∴基极偏置RB1, RB2宜大不宜小！ Ri 与RL’有关！ Vi Ii VS RS RB rbb’ rb’e Vb’e Ib RE RL gmVb’e RL’ 10 清华大学电子工程系李冬梅 RO (3) ' // O RE RO I V R = = 2.4.1 CC电路的中频特性（续四） 第二章 －－2.4 共集放大电路（CC） 1 // ' + + = β S be O E R r R R RO小！ RO’ RO 1 1 1 ( ) ' ' ' + + = − ⋅ + = + = = − β β S be b m be b b O R r I V I g r I V I V R Vi Ii VS RS RB rbb’ rb’e Vb’e Ib RE RL gmVb’e RS RS RB // ' = RO与RS有关！
第二章一-2.4共集放大电路(CC) 24.1CC电路的高频特性 当满足 条件时,可认为C开, 此时,只要将低、中频表示 式 (B+1)R Rs+r +(B+I)R 即可得到共集放大器的频率响应: 中的B→gnZ rb→r+2be (1+8.Zv)Ri Rs+ry+Zv+(1+g Zv)ri Zve-1+ jor,C,e 第二章=-24共集放大电路(CC) 241CC电路的高频特性(续一) An=,R++2+0+gnC=∥ (+8m Zver 1+if/f, (B+1)R R oLga(jo =,0+(8+1)/mf Rs+r+(月+1)R Rs+r+rl f高!高频特性好! 当满足R+rb<R1时, 与R有关! ∫与/很接近
6 11 清华大学电子工程系李冬梅 2.4.1 CC电路的高频特性 第二章 －－2.4 共集放大电路（CC） 当满足 条件时，可认为Cb’c开路。 此时，只要将低、中频表示 式 Vi Ii VS RS rbb ’ rb’e Ib Vb’e RE RL gmVb’e RL’ Cb’c Cb’e rce m Zb e β ⇒ g ′ 即可得到共集放大器的频率响应： ' ' ( 1) ( 1) S be L L vsM R r R R A + + + + = β β & 1/( ' ) ' b c s bb wC >> R + r 中的 be bb Zb e r r ⇒ ′ + ′ b e b e b e b e j r C r Z ′ ′ ′ ′ + = 1 ω p z vsM S bb b e m b e L m b e L s o vsH f f j f f j A R r Z g Z R g Z R V V A + + = + + + + ′ + ′ = = ′ ′ ′ ′ 1 1 (1 ) (1 ) & & & 12 清华大学电子工程系李冬梅 2.4.1 CC电路的高频特性(续一） 第二章 －－2.4 共集放大电路（CC） p z vsM S bb b e m b e L m b e L s o vsH jf f jf f A R r Z g Z R g Z R V V A 1 / 1 / (1 ) (1 ) + + = + + + + ′ + ′ = = ′ ′ ′ ′ & & & S be L L vsM R r R R A + + + ′ + ′ = ( 1) ( 1) β β T b e b e z f f r C f ≈ + ≈ + = ′ ′ β β π β ( 1) 2 ( 1) β β f R r R R r R f S bb L S be L p + + ′ + + + ′ = ′ ( 1) 2 ( ) 1 b e Cb e Cb c r f ′ ′ + ′ = π β 当满足Rs+rbb’<< RL’ 时， fz与fp很接近。 ω (dB) 20lgA(jω) ωp ωz 10ω z 10ωp ff HH高！高频特性好！ 高！高频特性好！ 与与RR SS有关！ 有关！
第二章一-2.4共集放大电路(CC) 243共集放大电路的主要特点及应用 (B+DRiR;'=Te+(B+IR r+(B+1)R Rp=Rn∥s B+1 特点: 应用 1.电压增益接近“1” 1.射极跟随器,电平移动; 2高输入阻抗、低输出阻抗;2阻抗变换器:作为多级放 3频率响应的截止频率高,频大器的输入级,输出级或中 带宽。 间缓冲级 问题: 作输出级时,对容性负载充放电时间不对称,产生失真 2.带容性负载易产生自激振荡。 第二章 2.5共基放大电路 Pb RE r 251共基放大电路的中频特性 CB交流等效电路 R RL RE CB放大电路及其交流通路 14
7 13 清华大学电子工程系李冬梅 2.4.3 共集放大电路的主要特点及应用 第二章 －－2.4 共集放大电路（CC） 问题： 1. 作输出级时，对容性负载充放电时间不对称，产生失真； 2. 带容性负载易产生自激振荡。 问题： 1. 作输出级时，对容性负载充放电时间不对称，产生失真； 2. 带容性负载易产生自激振荡。 ' ' ( 1) ( 1) be L L v r R R A + + + = β β & ' ' ( 1) i be RL R = r + β + 1 // ' + + = β S be O E R r R R 特点： 1. 电压增益接近 “1” ； 2. 高输入阻抗、低输出阻抗； 3. 频率响应的截止频率高，频 带宽。 应用： 1. 射极跟随器，电平移动； 2. 阻抗变换器： 作为多级放 大器的输入级，输出级或中 间缓冲级。 14 清华大学电子工程系李冬梅 2.5 共基放大电路 第二章 2.5.1 共基放大电路的中频特性 VO RB1 RL VCC C2 + _ RB2 RE + _ Vi C3 RC C1 VO T RE RC Vi + _ + _ RL ╰─╮╭─╯ RL′ CB 放大电路及其交流通路 Vi Vb’e rb’e rbb’ - - - + gmVb’e + VO + RC RL Ri Ri ′ Ie CB 交流等效电路 RE
第二章一-2.共基放大电路(CB) R 251共基放大电路的 中频特性(续一) (1)A R B RcLRLI A R R 同相 CB交流等效电路 大小 CE相同 (3)Rn (2)R R≈Rc R1=RE∥R2 特点: R (B+1) B+1 Ap+同相放大 RER R;低 B+1 第二章一-2.5共基放大电路(CB) 252CB放大电路的高频响应 高频等效电路 RLI R ① 忽略,电流 源分割定理 c,+C b c rs.∥(1gn)=1- g
8 15 清华大学电子工程系李冬梅 第二章 －－2.5 共基放大电路（CB） ' o gmVb' eRL v = − i o v v v A & & & = be L v r R A ' β = 同相！ 大小与 CE相同 （1） （2） （3） Ri ' // Ri = RE Ri e i i I V R = ' b be I V ( + 1) = β + 1 = β be r EQ T e be i E I V r r R R ≈ = + = 1 // β Ro Ro ≈ RC 特点： AV + 同相放大 Ri 低 特点： AV + 同相放大 Ri 低 Vi Vb’e rb’e rbb’ - - - + gmVb’e + VO + RC RL Ri Ri ′ Ie CB 交流等效电路 RE Ro ' RL 2.5.1 共基放大电路的 中频特性（续一） i be b e m L v r r g R ' ' − = − 16 清华大学电子工程系李冬梅 RS VS & T CL ' RL VO & RS VS & m b e g V ' & ' CL ' RL VO & m b e g V ' & b e C ' b e r' b e V ' & RS VS & m b e g V ' & ' CL ' RL VO & b e C ' er b e V ' & 忽略 ，电流 源分割定理 ' bb r e m b e b e b e m r g r r r g = + = ' ' ' 1 //( 1 / ) RS VS & ' b CL ' RL VO & b e V ' b e r' b e C ' b c C ' b e c m b e g V ' & L L b c C C C ' ' = + 第二章 －－2.5 共基放大电路（CB） 2.5.2 CB放大电路的高频响应 高频等效电路
第二章-2.5-2.5.2共基放大电路的高频响应 PR jOR, CL R。+ 十 2r(Rs∥r)C 一轴入回路n R Jp2,CL 输出回路F AIsH= AusM 1+ifl, 1+iff fH f 第二章-25-25.2共基放大电路的高频响应 分析 (1)f决定于fn;fP2 IR 则 27r C he ste 1+ jor se Rs +re R,1+/ank->fa,达到最大值 此时,输出回路可能成为决 输入回路定的主要因素 2T(Rs/r)c ∴不宜带容性负载 p2 2R,C 输出回路(2最终等效电路包括两个RC 独立回路,对应两个转折频 率,为1/2πRC AISH=Aysa 1+∥/n°1+∥/23)高频特性好 原因
9 17 清华大学电子工程系李冬梅 ' ' ' 1 1 1 1 ' L L S e S b e e S e e be L j R C R r R j r C R r r r R ω ω β + • + + ⋅ • + = • RS VS & m b e g V ' & ' CL ' RL VO & b e C ' er b e V ' & S O VSH V V A & & = b e S e p R r C f 2 ( // ) ' 1 1 π = 2 ' ' 2 1 L L p R C f π = ——输入回路 ——输出回路 1 2 1 / 1 1 / 1 p p VSH VSM jf f jf f A A + • + = • 2 2 1 2 1 1 1 H p p f f f ≈ + 第二章 －2.5－2.5.2 共基放大电路的高频响应 18 清华大学电子工程系李冬梅 ' ' ' 1 1 1 1 ' L L S e S b e e S e e be L j R C R r R j r C R r r r R ω ω β + • + + ⋅ • + = • RS VS & m b e g V ' & ' CL ' RL VO & b e C ' er b e V ' & S O VSH V V A & & = b e S e p R r C f 2 ( // ) ' 1 1 π = 2 ' ' 2 1 L L p R C f π = ——输入回路 ——输出回路 1 2 1 / 1 1 / 1 p p VSH VSM jf f jf f A A + • + = • 2 2 1 2 1 1 1 H p p f f f ≈ + 分析: (1) fH决定于fP1 、fP2 若RS>> re，则 e b e p r C f 2 ' 1 1 π ≈ －> fα，达到最大值 此时，输出回路可能成为决 定fH的主要因素 ∴不宜带容性负载！ (2)最终等效电路包括两个RC 独立回路，对应两个转折频 率，为1/ 2πRC (3)高频特性好。 原因：? 第二章 －2.5－2.5.2 共基放大电路的高频响应