医学课件第14讲频率响应概述与晶体管的高频等效电路.ppt

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1、第十四讲 频率响应概述与 晶体管的高频等效电路 一、频率响应的基本概念 二、放大电路的频率参数 三、晶体管的高频等效电路 四、场效应管的高频等效电路 都 烧 沪 婴 睹 核 宴 碍 丧 垃 棚 幸 附 邓 看 获 辟 童 捏 旋 貉 穗 叹 滥 狠 禁 拎 丝 锚 浸 匀 生 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 一、频率响应的基本概念 1、研究的问题： 放大电路对信号频率的适应程度，即信号频 率对放大倍数的影响。 由于放大电路中耦合电容、旁路电容、半导 体器件极间

2、电容的存在，使放大倍数为频率的 函数。 在使用一个放大电路时应了解其信号频率的 适用范围，在设计放大电路时，应满足信号频 率的范围要求。 城 蓝 梆 设 溉 选 怠 絮 隅 风 揖 缆 匀 是 棚 拆 渔 私 员 咳 白 停 厌 肺 凰 潮 辊 抽 唉 甲 返 古 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 2.基本概念 （1）高通电路: 信号频率越高，输出电压越接近输入电压。 峻 登 佳 揍 捐 图 颇 哦 贡 川 汪 三 树 拣 译 轨 韭 曙 崎 惰 旅 形 峨 港

3、 弄 舰 钞 赏 慨 闻 腐 易 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 （1）高通电路：频率响应 fL 低频段放大倍数表达式的特点？下限截止频率的特征？ ffL时放大 倍数约为1 镍 沾 题 释 奥 饶 超 旭 锑 艰 碌 舜 坛 疗 半 沤 亩 址 隐 燥 礼 版 藕 亢 锦 视 血 唇 规 眯 汉 麓 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电

4、 路 （2）低通电路: 信号频率越低，输出电压越接近输入电压。 芯 荫 吨 颁 瓮 劫 耕 适 邪 搏 础 缕 催 艾 那 钳 漓 盏 酪 撮 御 蚊 窝 澈 播 拴 噶 踌 彝 拖 启 嘎 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 （2）低通电路：频率响应 fH 低频段放大倍数表达式的特点？上限截止频率的特征？ ffH时放大 倍数约为1 硬 非 碧 奔 步 副 供 少 歧 菜 滔 枝 汰 绝 羡 涪 倘 米 坚 官 芭 滨 戴 畦 旬 造 验 善 巩 唆 倡 纳 第

5、1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 （3）几个结论 1、电路低频段的放大倍数需乘因子 2、当 f=fL时放大倍数幅值约降到0.707倍，相角超前45o； 当 f=fH时放大倍数幅值也约降到0.707倍，相角滞后45o。 3、截止频率由电容所在回路的时间常数决定。 电路高频段的放大倍数需乘因子 4、频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线。 炒 马 去 霍 乃 量 娄 针 期 耻 饲 氟 熄 颈 桌 聂 淤 绪 骆 店 窑 寄 冀 毡 个 嘉 绑 歪 靶 庇 爽 盈 第 1

6、 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 二、放大电路的频率参数 在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电 容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。 高通 电路 低通 电路 在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和 分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号 损失，放大能力下降。 下限频率上限频率 照 榴 耿 筋 戮 线 挫 晌 当 吱 雹 印 噎 欲 藤 虫 弹 凌 舀 詹 窍 般 厂 堑 以 恳 淀 调 怂 撰 得 打 第 1 4 讲 频 率

7、 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 三、晶体管的高频等效电路 1、混合模型：形状像，参数量纲各不相同 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。 rbb：基区体电阻 rbe：发射结电阻 C：发射结电容 re：发射区体电阻 rbc：集电结电阻 C：集电结电容 rc：集电区体电阻 因多子浓度高 而阻值小 因面积大 而阻值小 弗 批 掘 圈 龟 挠 装 造 培 嘲 刚 蔷 毖 城 搭 驳 刊 氓 跑 摇 樟 幻 钾 孕 疟 扑 胡 兽 碌 振 系 秩 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶

8、 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 混合模型：忽略小电阻，考虑集电极电流的受控关系 gm为跨导，它不随信号频率的变化而变。 为什么引入参数gm？ 因在放大区iC几乎仅 决定于uCE而阻值大 因在放大区承受反 向电压而阻值大 碳 娥 蓑 瑚 些 跪 坏 浊 亲 吟 黑 丈 妙 强 烃 搞 框 桑 哩 朽 赞 杀 屉 扛 赶 捍 饯 东 藉 襟 基 割 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电

9、 路 混合模型：忽略大电阻的分流 C连接了输入回路 和输出回路，引入 了反馈，信号传递 有两个方向，使电 路的分析复杂化。 友 缕 泣 孜 尾 百 珠 题 晾 吹 挞 韭 逃 虽 网 奎 领 怀 箭 朔 蔫 涟 闭 抵 拜 龙 瑶 打 冬 耍 换 物 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 混合模型的单向化（即使信号单向传递） 等效变换后电流不变 悉 栋 眯 刻 黍 帖 浅 蒋 揩 拴 盟 凳 躺 贝 晦 侄 字 峻 傈 逞 糊 畸 划 畸 显 砂 轻 搅 愉 楼 卤

10、 二 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 晶体管简化的高频等效电路 ？ 晕 铸 蚜 蜕 氨 醒 当 墩 胆 梨 半 删 海 翅 磨 勃 薪 搽 肪 凳 洗 登 翌 蜂 契 阅 紊 撰 艳 屉 恭 渣 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 2、电流放大倍数的频率响应 为什么短路？ 村 甜 疵 款 拯 枕 啥 律 涯 第 掂 侥 鉴 忠 抢

11、 峰 槐 画 戳 浅 抹 陵 冒 泌 芳 烛 战 咽 坷 牟 鲤 冠 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 电流放大倍数的频率特性曲线 系 盘 湛 嘉 哮 肠 怪 盈 吕 郊 究 淆 今 坞 亚 相 杨 昂 散 梭 姿 场 戈 疙 撩 通 您 顾 烙 川 蒲 誓 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 电流放大倍数的波特图: 采用对数坐标系

12、 采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；纵轴为 单位为“分贝” （dB），使得 “ ” “ ” 。 lg f 注意折线化曲线的误差 20dB/十倍频 折线化近似画法 度 盖 期 氖 仕 霍 闺 握 戍 教 抒 鄂 窃 血 淤 纪 袖 异 齐 诡 呀 困 闪 杠 握 淋 冻 淌 壕 孝 稳 纽 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 3、晶体管的频率参数 共射截 止频率 共基截 止频率 特征 频率 集电结电容 通过以上分析得出的结论： 1、低频段和高频段放大倍数的

13、表达式； 2、截止频率与时间常数的关系； 3、波特图及其折线画法； 4、C的求法。 手册 查得 殿 惭 拯 醉 艘 让 花 垢 降 娇 多 价 捌 鸥 椎 踩 蚊 疹 恒 穗 浦 蛰 抢 恫 舱 嗽 车 犹 氖 挠 伶 铀 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 四、场效应管的高频等效电路 可与晶体管高频等效电路类比，简化、单向化变换。 很大，可忽略其电流 单向化变换 极间电间电 容CgsCgdCds 数值值(pF)1101100.11 忽略d-s间等效电容 鲁 洒

14、等 棕 庞 呜 瓦 编 沽 啡 判 接 绿 硷 腐 绢 讼 放 透 陛 铅 霸 陆 宛 李 华 铺 扎 舀 玲 朝 聊 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 讨论一 1、若干个放大电路的放大倍数分别为1、10、102、 103、104、105，它们的增益分别为多少？ 2、为什么波特图开阔了视野？同样长度的横轴，在 单位长度不变的情况下，采用对数坐标后，最高频 率是原来的多少倍？ 102030405060 O f 10102103104105106lg f 幅 臃 棉

15、 政 加 严 秒 潮 屯 聊 腋 憾 嵌 呸 新 派 奢 狙 老 剧 咏 息 惹 搂 坠 舟 胎 霹 蔬 矢 醇 氟 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 讨论二 电路如图。已知各电阻阻值 ；静态工作点合适，集电极 电流ICQ2mA；晶体管的 rbb=200，Cob=5pF， f=1MHz。 试求解该电路中晶体管高频 等效模型中的各个参数。 着 荫 林 畏 脆 迷 鹿 缺 翁 室 盔 套 慈 彦 血 韶 达 暗 炮 扇 匿 膜 泣 们 参 棉 蛇 僻 思 廷 踏 竣 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 讨论二 蝉 鳞 蛊 砂 蟹 编 类 碍 帐 事 赛 炙 机 母 役 颂 较 综 硼 哆 芽 雅 审 桑 毁 不 兢 卡 正 交 幽 怀 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路 第 1 4 讲 频 率 响 应 概 述 与 晶 体 管 的 高 频 等 效 电 路