第三章 放大电路的频率特性

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第三章 放大电路的频率特性3.1 频率特性的一般概念 3.2 三极管的频率参数 3.3 放大电路的频率特性分析(自阅) 放大电路的频率特性分析(自阅) 3.4 多级放大电路的频率特性

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3.1 频率特性的一般概念 一、频率特性的概念放大电路的输入信号一般不是单一频率的信 为含有一定范围频率的复合信号。 号，为含有一定范围频率的复合信号。 三极管的PN结具有电容效应， 三极管的 结具有电容效应，同时电路采用 结具有电容效应 阻容耦合时，还具有耦合电容和旁路电容。 阻容耦合时，还具有耦合电容和旁路电容。 对于不同的频率成分， 对于不同的频率成分，电抗元件产生不同的 电抗值，形成不同的相移， 电抗值，形成不同的相移，这就使得放大器的放 大倍数和相角成为频率的函数。 大倍数和相角成为频率的函数。 我们把放大器这种放大倍数随输入信号频率 我们把放大器这种放大倍数随输入信号频率 变化的特性称为频率特性 频率特性。 变化的特性称为频率特性。

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共射放大电路的频率特性电容的电抗1 XC = jω C

对小电容， 回路电阻， 对小电容，低频时 X C >> 回路电阻， 可视为断路

对大电容， 回路电阻， 对大电容，高频时 X C << 回路电阻， 可视为短路

当信号频率位于高频和低频之间的中频部分时， 当信号频率位于高频和低频之间的中频部分时 ， 可以视大电容( 耦合、 旁路电容) 为短路、 可以视大电容 ( 耦合 、 旁路电容 ) 为短路 、 小电容为 断路， 忽略电容的影响。 此时， 断路 ， 忽略电容的影响 。 此时 ， 放大电路的放大倍数 最大也不产生附加相移，为中频放大倍数A 最大也不产生附加相移，为中频放大倍数 um,共射电 路的输入输出信号反相。 路的输入输出信号反相。 当信号频率变高进入高频区或变低进入低频区时， 当信号频率变高进入高频区或变低进入低频区时， 电抗的影响会使得放大电路的放大倍数变小， 电抗的影响会使得放大电路的放大倍数变小，同时产生 附加相依。 附加相依。

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频率特性曲线Au (dB) = 20lg Au中频增益

中频段 高频段Au0 2

低频段

幅频特性

f = fH fL

通频带：

相频特性

采用对数刻度，增益采用等分刻度时， 当f采用对数刻度，增益采用等分刻度时， 频率特性图又称为波特图 波特图。 频率特性图又称为波特图。

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频率失真 信号通过放大器时，若放大器对不同 频率分量的增益不同，输出信号将出现频 频 率失真。其中幅频特性非恒值而产生的失 率失真 幅度失真；相频特性非线性产生的 真称为幅度失真 幅度失真 失真称为相位失真 相位失真。 相位失真 频率失真为线性失真

, 频率失真为线性失真，失真信号中不会产 线性失真 生新的频率成分。 生新的频率成分。

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线性失真： 线性失真：输出信号中不会产生新的频率成分

非线性失真： 非线性失真：输出 信号中会产生新的 频率成分的失真。 频率成分的失真。 (饱和失真和截止 失真) 失真)

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3、2

三极管的频率参数

三极管放大电路中， 三极管放大电路中，外电路的耦合电容和旁路电容影 响其低频特性， 响其低频特性，而极间电容以及电路中的杂散电容影响其 高频特性；中频时，可以忽略电容的影响。 高频特性；中频时，可以忽略电容的影响。 以共射电路为例，其电压放大倍数为 Au = 以共射电路为例，

′ β RL rbe

其中， 为频率的函数， 其中，β为频率的函数，有 β =则

β01 + jf / f β

1 + ( f / f β )2 f β = arctan fβ

β =

β0

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三极管的频率参数 β =

β0

1 + ( f / f β )2

β0 0.707 β 0

β

0 其中， 其中， f β 为 β = 1

fβ

fT

f

2 称为共发射极电流放大 系数 β 的截止频率 时的频率， f T 为 β =1时的频率，称为三极管 的特征频率 β =1时,1 =

时的频率， 时的频率， 幅频特性曲线

β01 + ( fT / f β )2

,

可得特征频率 f T = β 0 f β

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由α =

β 1+ β

可得

α=

α01 + jf / fα

其中， 其中， fα 为 α = 1

2 称为共基极电流放大系 数α的截止频率可求得 fα = (1 + β 0 ) f β

时的频率， 时的频率，

可知， 可知， fα ≈ β 0 f β = fT三极管的几种组态中，共射电路的带宽较低， 三极管的几种组态中，共射电路的带宽较低， 共基电路的带宽最宽。 共基电路的带宽最宽。

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三极管混合参数π 三极管混合参数π型等效电路b

ibrbb'+ub'e

C b' cb'

集电结的结层 ic 电阻和结电容+

rb'e = re (1 + β )VT re = I EQ1 I CQ gm = = re VT

+

基区体电阻ube

rb'crb'e C b' ee

gm ub'e

rce uce-

发射结的结层等 效电阻和结电容

跨导

集射 电阻

跨导g 跨导 m反映了 流的控制能力。 流的控制能力。

ub'e 作为控制电压时对集电极电

利用反应三极管物理结构的型模型能分析电路的高频 特性，中频时，这些小电容可以断路处理， 特性，中频时，这些小电容可以断路处理，即采用简化模 型进行等效分析。 型进行等效分析。

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