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    模拟电路课件第4章

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    模拟电路课件第4章nullnull4.1 半导体三极管（BJT） 4.2 共射极放大电路 4.3 图解分析法4.4 小信号模型分析法4.5 放大电路的工作点稳定问题4.6 共集电极电路和共基极电路4.7 放大电路的频率响应4.1 半导体三极管（BJT）4.1.1 BJT的结构简介4.1 半导体三极管（BJT）4.1.2 BJT的电流分配与放大原理4.1.3 BJT的特性曲线4.1.4 BJT的主要参数null4.1.1 BJT的结构简介发射结(Je) 集电结(Jc) 基极，用B或b表示（Base...

    模拟电路课件第4章
    nullnull4.1 半导体三极管（BJT） 4.2 共射极放大电路 4.3 图解分析法4.4 小信号模型分析法4.5 放大电路的工作点稳定问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 4.6 共集电极电路和共基极电路4.7 放大电路的频率响应4.1 半导体三极管（BJT）4.1.1 BJT的结构简介4.1 半导体三极管（BJT）4.1.2 BJT的电流分配与放大原理4.1.3 BJT的特性曲线4.1.4 BJT的主要参数null4.1.1 BJT的结构简介发射结(Je) 集电结(Jc) 基极，用B或b表示（Base） 发射极，用E或e 表示（Emitter）；集电极，用C或c 表示（Collector）。 发射区集电区基区三极管符号nullnullnullnullnullnullnullnullnull 结构特点：• 发射区的掺杂浓度最高；• 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；• 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。null4.1.2 BJT的电流分配与放大原理1. 内部载流子的传输过程 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。 外部条件：发射结正偏，集电结反偏。发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例） null 以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 4.1.2 BJT的电流分配与放大原理null 2、电流放大原理EBRBEC进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE ，多数扩散到集电结。发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。发射结正偏，集电结反偏nullEBRBEC集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。nullIB=IBE-ICBOIBE1、发射区发射电子 2、电子在基区扩散和复合 3、集电区收集电子null2. 电流分配关系根据传输过程可知 IC= InC+ ICBOIB= IB’ - ICBO通常 IC >> ICBOIE=IB+ ICnull根据IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO且令2. 电流分配关系null3. 三极管的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；BJT的三种组态nullVBBVCCVBEIBIEICvI+vBE+iC+iE+iBvI = 20mV 设若则电压放大倍数iB = 20 uAvO = -iC• RL = -0.98 V， = 0.98使4. 放大作用null 综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。4.1.2 BJT的电流分配与放大原理注意： NPN: VC>VB>VE ； PNP: VC0，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1. 输入特性曲线4.1.3 BJT的特性曲线（以共射极放大电路为例）nulliC=f(vCE) iB=const2. 输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:4.1.3 BJT的特性曲线null输出特性三个区域的特点:(1) 放大区 发射结正偏，集电结反偏， IC=IB , 且  IC =   IB(2) 饱和区 发射结正偏，集电结正偏 ，即UCEUBE ， IB>IC，UCE0.3V (3) 截止区 发射结反偏，集电结反偏 ， UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 null4.1.4 BJT的主要参数1. 电流放大系数 null(2) 共发射极交流电流放大系数  =IC/IBvCE=const4.1.4 BJT的主要参数1. 电流放大系数 null (4) 共基极交流电流放大系数α α=IC/IE VCB=const4.1.4 BJT的主要参数1. 电流放大系数 null 2. 极间反向电流ICEO (1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 4.1.4 BJT的主要参数(1) 集电极最大允许电流ICM(1) 集电极最大允许电流ICM(2) 集电极最大允许功率损耗PCM PCM= ICVCE 3. 极限参数4.1.4 BJT的主要参数(3) 反向击穿电压(3) 反向击穿电压  V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。 V(BR) EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。  V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO 3. 极限参数4.1.4 BJT的主要参数null（思考题）4.2 共射极放大电路4.2 共射极放大电路 电路组成 简化电路及习惯画法 简单 工作原理 数字放映机工作原理变压器基本工作原理叉车的结构和工作原理袋收尘器工作原理主动脉球囊反搏护理  放大电路的静态和动态 直流通路和交流通路4.2 共射极放大电路4.2 共射极放大电路1. 电路组成2. 简化电路及习惯画法2. 简化电路及习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路3. 放大电路的静态和动态3. 放大电路的静态和动态 静态：输入信号为零（vi= 0 或 ii= 0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。 电路处于静态时，三极管三个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称为Q点。一般用IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、和VCEQ ）表示。# 放大电路为什么要建立正确的静态？4. 简单工作原理4. 简单工作原理Vi=0Vi=Vsint5. 直流通路和交流通路1. 直流通路：① Us=0，保留Rs；②电容开路； ③电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。 2. 交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路（内阻为0）。 通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。5. 直流通路和交流通路5. 直流通路和交流通路5. 直流通路和交流通路null(a)画出图示各电路的直流通路和交流通路。 设所有电容对交流信号均可视为短路。例题 1画出直流通路null画出交流通路null(b)画出直流通路null画出交流通路null画出直流通路null(c)画出交流通路null(d)画出直流通路null(d)画出交流通路4.3 放大电路的分析方法4.3 放大电路的分析方法 4.3.1 图解分析法 4.3.2 小信号模型分析法 用近似估算法求静态工作点 用近似估算法求静态工作点 用图解分析法确定静态工作点 交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析 BJT的三个工作区 输出功率和功率三角形 1. 静态工作情况分析 2. 动态工作情况分析 4.3.1 图解分析法 1. 静态工作情况分析 1. 静态工作情况分析1. 用近似估算法求静态工作点根据直流通路可知： 采用该方法，必须已知三极管的 值。一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V。 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。2. 用图解分析法确定静态工作点 首先，画出直流通路 1. 静态工作情况分析null 列输入回路方程： VBE =VCC－IBRb 列输出回路方程（直流负载线）： VCE=VCC－ICRc 在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCC－IBRb，两线的交点即是Q点，得到IBQ。 在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCC－ICRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。 2. 动态工作情况分析 2. 动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线：vce= -ic (Rc //RL)1. 交流通路及交流负载线则交流负载线为vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) RL 即 iC = (-1/RL) vCE + (1/RL) VCEQ+ ICQ(VCEQ+ICQRL) 因为交流负载线必过Q点 即 vce= vCE - VCEQ ic= iC - ICQ 同时，令RL = Rc//RL2. 输入交流信号时的图解分析2. 输入交流信号时的图解分析 2. 动态工作情况分析通过图解分析，可得如下结论： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo|  2. vo与vi相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。# 动态工作时， iB、 iC的实际电流方向是否改变，vCE的实际电压极性是否改变？ 2. 动态工作情况分析 2. 动态工作情况分析3. BJT的三个工作区当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加，即截止区特点：iB=0， iC= ICEOvCE= VCES ，典型值为0.3V①波形的失真①波形的失真饱和失真 2. 动态工作情况分析3. BJT的三个工作区饱和失真是输出回路产生失真。Rb↑或β↓或VBB ↓Rc↓或VCC↑消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β，减小VBB，增大VCC。null消除方法：Q点上移，即向上平移输入回路负载线。截止失真是在输入回路首先产生失真！减小Rb能消除截止失真吗？截止失真 由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。 注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。Q ②放大电路的动态范围 ②放大电路的动态范围 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求： 工作点Q 要设置在输出特性曲线放大区的中间部位； 4.3.2 动态工作情况分析3. BJT的三个工作区 要有合适的交流负载线。 4. 输出功率和功率三角形 4. 输出功率和功率三角形 要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom 和Iom 都要大。功率三角形放大电路向电阻性负载提供的输出功率 在输出特性曲线上，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。 2. 动态工作情况分析 例题2例：测得工作在放大电路中几个晶体管三个电极的电位U1、U2、U3分别为： （1）U1=3.5V、U2=2.8V、　U3=12V （2）U1=3V、　U2=2.8V、　U3=12V （3）U1=6V、　U2=11.3V、　U3=12V （4）U1=6V、　U2=11.8V、　U3=12V 试判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。如何判断三极管的管脚、管型？ 电位判断法，电流判断法。 例题2 例题3 例题3改变电路的哪些参数使Q点从Q1移到Q2， Q2移到Q3， Q3移到Q4？失真情况如何？null原则：发射结正偏，集电结反偏。NPN管　UBE＞0，　 UBC＜0。 先求UBE，若等于0.6-0.7V，为硅管； 若等于0.2-0.3V，为锗管。 　　　PNP管自己分析。（1）U1 b、U2 e、U3 c NPN 硅 （2）U1 b、U2 e、U3 c NPN 锗 （3）U1 c、U2 b、U3 e PNP 硅 （4）U1 c、U2 b、U3 e PNP 锗null 某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。 IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,试判断管脚、管型。解：电流判断法。 电流的正方向和KCL。IE=IB+ ICABC IAIBICC为发射极 B为基极 A为集电极。管型为NPN管。管脚、管型的判断法也可采用万用表电阻法。参考实验。例题3null三极管工作区域的判断例：测量某硅材料BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？解：原则：对NPN管而言，放大时VC ＞ VB ＞ VE 对PNP管而言，放大时VC ＜ VB ＜VE （1） 放大区（2）截止区（3）饱和区（1） VC ＝6V VB ＝0.7V　VE ＝0V （2） VC ＝6V　 VB ＝4V　 VE ＝3.6V （3） VC ＝3.6V VB ＝4V　 VE ＝3.4V 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V， 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降） 例题4解：（1）解：（1）静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V） BJT工作在放大区。（2）当Rb=100k时，（2）当Rb=100k时，VCE不可能为负值，其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：此时，Q（120uA，6mA，0V），所以BJT工作在饱和区。4.3.2 小信号模型分析法4.3.2 小信号模型分析法1 BJT的小信号建模2 共射极放大电路的小信号模型分析 H参数的引出 H参数小信号模型 模型的简化 H参数的确定（意义、思路） 利用直流通路求Q点 画小信号等效电路 求放大电路动态指标建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。1 BJT的小信号建模1. H参数的引出1. H参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce 对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：iB=f(vBE) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可以写成：1. H参数的引出输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。1. H参数的引出h参数的物理意义h参数的物理意义b-e间的 动态电阻内反馈系数电流放大系数c-e间的电导分清主次，合理近似！什么情况下hre和hoe的作用可忽略不计？2. H参数小信号模型2. H参数小信号模型根据可得小信号模型 H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。  H参数与工作点有关，在放大区基本不变。  H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。3. 模型的简化3. 模型的简化即 rbe= hie  = hfe ur= hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为 ur很小，一般为10-310-4 ，  rce很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路  ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。  电流方向与ib的方向是关联的。 4. H参数的确定4. H参数的确定   一般用测试仪测出；  rbe 与Q点有关，可用图示仪测出。一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+  ) re其中对于低频小功率管 rb≈200 简化的h参数等效电路－交流等效模型简化的h参数等效电路－交流等效模型查阅手册利用PN结的电流方程可求得在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！1. 利用直流通路求Q点2. 用H参数小信号模型分析共 射极基本放大电路1. 利用直流通路求Q点一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。2. 画出小信号等效电路2. 画出小信号等效电路H参数小信号等效电路3. 求电压增益3. 求电压增益根据则电压增益为（可作为公式）4. 求输入电阻4. 求输入电阻null 1. 电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。例题5 NPN型管和PNP型管的微变等效电路相同，它们的区别只是在这两种三极管中，其直流电压和电流的实际方向相反。null(a)画出小信号模型图null(c)画出小信号模型图null(d)画出小信号模型图null解（1）求Q点，作直流通路　如图，已知BJT的β=100，　　　VBE=-0.7V。 （1）试求该电路的静态工作点； （2）画出简化的小信号等效电路； （3）求该电路的电压增益AV， 输出电阻Ro、输入电阻Ri。例题63. 求电压增益2. 画出小信号等效电路3. 求电压增益 ＝200+（1+100）26/4 =865欧4. 求输入电阻4. 求输入电阻5. 求输出电阻Ro = Rc ＝2K6.非线性失真判断底部失真即截止失真 基极电流太小，应减小基极电阻。null例题7 解：（1）放大电路如图所示,已知=50。试求： （1）Q点；（2）放大电路如图所示,已知=50。试求： （1）Q点；null（2）null图示电路中，已知晶体管的 ＝100，rbe=1kΩ。 （1）现已测得静态管压降UCEQ＝6V，估算Rb约为多少千欧； 解：（1）求解Rb （2）求解RL： 例题8则负载电阻RL为多少千欧？null在上题图示电路中，设静态时ICQ＝2mA，晶体管饱和管压降UCES＝0.6V。试问：当负载电阻RL＝∞和RL＝3kΩ时电路的最大不失真输出电压各为多少伏？空载时，解：由于ICQ＝2mA，所以故，当输入信号增大到一定幅值， 电路首先出现截止失真。例题9故，输入信号增大到一定幅值，电路首先出现饱和失真。UCEQ＝VCC－ICQRc＝6V。4.4 放大电路的工作点稳定问题4.4 放大电路的工作点稳定问题 温度变化对ICBO的影响 温度变化对输入特性曲线的影响 温度变化对 的影响 稳定工作点原理 放大电路指标分析 固定偏流电路与射极偏置电路的比较4.4.1 温度对工作点的影响4.4.2 射极偏置电路null4.4.1 温度对工作点的影响1. 温度变化对ICBO的影响2. 温度变化对输入特性曲线的影响温度T   输出特性曲线上移温度T   输入特性曲线左移3. 温度变化对 的影响温度每升高1 °C ，  要增加0.5%1.0%温度T   输出特性曲线族间距增大null4.4.2 射极偏置电路1. 稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。 如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。T   IC IEIC VE、VB不变 VBE  IB（反馈控制）I1 >>IB ，此时，不随温度变化而变化。VB >>VBE 且Re可取 大些，反馈控制作用更强。 一般取 I1 =(5~10)IB ， VB =(3~5) VBE①静态工作点2. 放大电路指标分析①静态工作点②电压增益2. 放大电路指标分析②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：画小信号等效电路确定模型参数已知，求rbe增益③输入电阻2. 放大电路指标分析③输入电阻根据定义由电路列出方程则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻④输出电阻2. 放大电路指标分析④输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路网络内独立源置零负载开路输出端口加测试电压对回路1和2列KVL方程rce对分析过程影响很大，此处不能忽略其中则当时，null3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较null3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较Ro = Rc # 射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？Re的接入稳定了Q点,但却使电压增益下降了,为此,常在Re 上并联旁路电容Ce, 消除了Re对交流分量的影响。null(1)静态工作点 电路如下图所示，已知β=60。 （1）用估算法计算Q点； （2）求输入电阻； （3）用小信号模型分析法求电压增益。   解：(1)静态工作点例题10null（3）求电压增益(2) 求输入电阻＝1.2Knull（2）若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？ 如何变化？例题11null解：（1）静态分析： 动态分析： null （2）Ri增大，Ri≈4.1kΩ；减小，≈－1.92。null电路如图所示，晶体管的＝60，（2）设US＝10mV（有效值），问若C3开路，则Ui＝？ UO＝？Ui＝？ UO＝？例题12null解：（1）Q点： null若C3开路，则 （2）设US＝10mV（有效值），则 null(1).直流通路的连接、静态工作点的调试单管放大电路仿真实验：nullnull(2). 完整电路图:接负载RL=5.1K和旁路电容C3=100μFnull(3) RL=∞，旁路电容C3=100μF时的动态仿真图null(4) 旁路电容C3断开时的动态仿真图null接负载RL=5.1Knull(5) 饱和失真仿真图null(6) 截止失真仿真图4.5 共集电极电路和共基极电路4.5 共集电极电路和共基极电路 电路分析 复合管 静态工作点 动态指标 三种组态的比较4.6.1 共集电极电路4.6.2 共基极电路①求静态工作点4.5.1 共集电极电路1. 电路分析共集电极电路结构如图示该电路也称为射极输出器①求静态工作点由得②电压增益②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：画小信号等效电路确定模型参数 已知，求rbe增益1. 电路分析其中，则电压增益接近于1，电压跟随器③输入电阻③输入电阻根据定义由电路列出方程则输入电阻1. 电路分析输入电阻大④输出电阻由电路列出方程其中则输出电阻当，时，输出电阻小# 既然共集电极电路的电压增益小于1（接近于1），那么它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？null2. 复合管作用：提高电流放大系数，增大电阻rbe复合管也称为达林顿管 不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。null4.5.2 共基极电路1. 静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同①电压增益2. 动态指标①电压增益输出回路：输入回路：电压增益：② 输入电阻# 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？2. 动态指标② 输入电阻③ 输出电阻null3. 三种组态的比较三种接法的比较：空载情况下三种接法的比较：空载情况下 接法 共射 共集 共基 Au 大 小于1 大 Ai β 1＋β α Ri 中 大 小 Ro 大 小 大 频带 窄 中 宽4.6 组合放大电路4.6 组合放大电路1.共射-共基放大电路nullnull2.共集-共集放大电路null组合放大电路的输入电阻 等于第一级放大电路的输入电阻组合放大电路的输出电阻 等于最后一级放大电路的输出电阻组合放大电路总的 电压放大倍数为 各级放大电路 电压放大倍数的乘积结论：讨论讨论Ri=? Ro=?nullnull4.7 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 单极放大电路的高频响应 RC低通电路的频率响应 RC高通电路的频率响应4.7 放大电路的频率响应4.7.3 单极放大电路的低频响应4.7.4 多级放大电路的频率响应 多级放大电路的增益 多级放大电路的频率响应 低频等效电路 低频响应研究的问题研究的问题 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。null放大器的频率响应 阻容耦合电路中，由于耦合电容、旁路电容和极间电容的影响，其频率特性一般近似地分为三个频段来分析。低 频 段中频段高 频 段中频段 管子极间电容可视为开路，管子的电路模型可用纯电阻电路模型来表示，耦合电容和旁路电容可视为短路。这时放大倍数几乎与频率没有关系而保持恒定。 低频段 管子极间电容可视为开路，耦合电容和旁路电容的容抗增大使得低频段的放大倍数下降 ，这时，放大器实际上是一个高通滤波器。 高频段 器件的极间电容的容抗变小，分流的作用增大，因而使放大倍数下降，这时，放大器实际上是一个低通滤波器。 放大电路的频率特性实际上是一个带通滤波器，其截止频率为通频带null放大器的整个频率特性曲线波特图为 -20dB/10倍频程20dB/10倍频程幅频特性波特图低频截止频率高频截止频率相频特性曲线null4.7.1 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）：则且令又电压增益的幅值（模）（幅频响应）电压增益的相角（相频响应）①增益频率函数②频率响应曲线描述最大误差 -3dB②频率响应曲线描述幅频响应0分贝水平线斜率为 -20dB/十倍频程 的直线相频响应1. RC低通电路的频率响应表示输出与输入的相位差高频时，输出滞后输入因为所以null2. RC高通电路的频率响应RC电路的电压增益：幅频响应相频响应输出超前输入◆ 模型参数的获得4.7.2 单极放大电路的高频响应1. BJT的高频小信号建模◆ 模型的引出◆ 模型简化◆ 模型参数的获得◆ 的频率响应2. 共射极放大电路的高频响应◆ 型高频等效电路◆ 高频响应3. 共基极放大电路的高频响应◆ 增益-带宽积◆ 高频等效电路◆ 高频响应◆ 几个上限频率的比较null4.7.2 单极放大电路的高频响应1. BJT的高频小信号建模①模型的引出 rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。 gm为跨导或互导，它表明发射结电压对受控电流的控制，它不随信号频率的变化而变。null4.7.2 单极放大电路的高频响应1. BJT的高频小信号建模②模型简化混合型高频小信号模型③模型参数的获得又因为所以③模型参数的获得（与H参数的关系）1. BJT的高频小信号建模低频时，混合模型与H参数模型等效所以④的频率响应④的频率响应由H参数可知1. BJT的高频小信号建模根据混合模型得低频时所以④的频率响应④的频率响应1. BJT的高频小信号建模的幅频响应令则——共基极截止频率电流放大倍数的频率特性曲线电流放大倍数的频率特性曲线电流放大倍数的波特图: 采用对数坐标系电流放大倍数的波特图: 采用对数坐标系lg f注意折线化曲线的误差－20dB/十倍频折线化近似画法null2. 共射极放大电路的高频响应①型高频等效电路等效电路null2. 共射极放大电路的高频响应①型高频等效电路对节点 c 列KCL得电路简化等效后断开了输入输出之间的联系null2. 共射极放大电路的高频响应①型高频等效电路电路简化最后null2. 共射极放大电路的高频响应②高频响应由电路得电压增益表达式又其中低频增益上限频率①②③高频电压放大倍数：高频段频率响应分析高频电压放大倍数：高频段频率响应分析null2. 共射极放大电路的高频响应③增益-带宽积BJT 一旦确定，带宽增益积基本为常数 RC增加可提高电压增益但会使米勒效应显著增加，引起通频带变窄。共射极放大电因存在米勒效应，其高频响应受到限制。若采用共基极电路，则不存在米勒效应，频带将得到展宽。null例题 解：模型参数为低频电压增益为又因为所以上限频率为null3. 共基极放大电路的高频响应①高频等效电路null3. 共基极放大电路的高频响应②高频响应列 e 点的KCL而所以电流增益为其中电压增益为 其中 特征频率忽略null3. 共基极放大电路的高频响应③几个上限频率的比较的上限频率特征频率共基极上限频率共发射极上限频率 共基极电路具有很宽的频带，因输入输出间无反馈电容顾不存在密勒效应。null4.7.3 单极放大电路的低频响应1. 低频等效电路null 为简化分析，假设Rb远大于放大电路的输入电阻， Rb的影响可以忽略。Ce的值足够大，在低频范围内，它的容抗远小于Re，即：再将电容Ce折合到基极回路。Ce与Cb1串联后基极回路的总电容为：null4.7.3 单极放大电路的低频响应2. 低频响应按图3.7.13参数计算中频增益当则null由输入回路（图的左端）：①②null由输出回路得（图的右端）：③null②③式代入①式得：：null④⑤⑥⑦低频电压放大倍数：低频段频率响应分析低频电压放大倍数：低频段频率响应分析中频段20dB/十倍频全频段电压放大倍数的波特图全频段电压放大倍数的波特图 4.7.4 多级阻容耦合放大电路耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。 4.7.4 多级阻容耦合放大电路耦合：即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求：1. 静态：保证各级Q点设置2. 动态: 传送信号。要求：波形不失真，减少压降损失。 null4.7.4 多级阻容耦合放大电路1. 多级放大电路的增益• 前级的开路电压是下级的信号源电压• 前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗• 下级的输入阻抗是前级的负载null4.7.4 多级阻容耦合放大电路2. 多级放大电路的频率响应（以两级为例）则单级的上下限频率处的增益为当两级增益和频带均相同时，两级的增益为即两级的带宽小于单级带宽null阻容耦合电路的频率特性：耦合电容造成三极管结电容造成采用直接耦合的方式可放大缓慢变化的信号，扩大通频带。后面将要介绍的差动放大器即采用直接耦合方式。阻容耦合电路缺点：不能放大直流信号。null多级阻容耦合放大器的特点：(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。 (2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。 (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 (4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。 (5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。 (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。null设: 1=2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k 3. 典型电路 null关键:考虑级间影响。1. 静态: Q点同单级。(由于耦合环节隔直传交，各级静态工作电互不影响，而交流信号可顺利通过)2. 动态性能:方法:ri2 = RL1性能分析null微变等效电路:null1. ri = R1 //[ rbe1 +（ +1)RL1']其中: RL1= RE1// ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1=RE1//RL1 = RE1//ri2= 27 // 1.7  1.7k  ri =1000//(2.9+51×1.7)  82k2. ro = RC2= 10knull3. 中频电压放大倍数:其中： nullnull作业 解：null试分析图示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。（a）不能。因为输入信号被VBB短路。 （b）不能。因为输入信号被C2短路。 （b）null（c）不能。因为输出信号被VCC短路，恒为零。 （h）不合理。因为G-S间电压将大于零。 null一、在括号内用“”或“×”表明下列说法是否正确。（1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用;(2）可以说任何放大电路都有功率放大作用;（3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的（4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的;（5）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作;（7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真;（6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化（ × ）（ √ ）（ × ）（ × ）（ √ ）（ × ）（ × ）nullnull
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