第三章-放大电路的频率特性2

I1(S)单独作用下产生V’1(S)为：式中：R10表示与C1串联的电阻I2(S)单独作用下产生V’’1(S)为：式中：R12表示I2(S)单独作用的开路反向传输电阻叠加后：第一页，共52页。同理可得：写成矩阵形式：用P1，P2表示行列式的根，P1，P2即是增益函数的极点解出结果得：第二页，共52页。推广到n阶系统有：若存在主极点：fH与之的关系是什么？主极点第三页，共52页。结论：放大电路高频增益函数极点倒数之和的负值，恒等于相应电容开路时间常数之和。（不适合用于含电感的系统）3.2.6.2用开路时间常数法计算fH（ωH）产生的误差与修正对于两个极点的系统有：当k=0.1时，ωH的实际值和近似值比值为1.089，k=0.25时，比值为1.182，k=1时，比值为1.287，可见误差较大，以k<<0.1和k=1两种极限情况下的比值的平均值1.14作为修正值,以减小计算误差。式中：k表示极点p1和p2的比值第四页，共52页。考虑修正系数后，开路时间常数法的表达式为：对于复杂电路，不能判断电路是否有主极点时，应用上式，优点更为明显。第五页，共52页。在不同的频率段，这些大、小电容容抗不同。（1）中频段：大电容短路，小电容开路，不考虑各类电容的影响，中频段电压增益与频率无关(实数)。前面对放大电路 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，就是对应于信号中频段范围。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 ：前面对放大电路的求解为什么没有考虑频率因素？中频段小信号等效电路第六页，共52页。（2）低频段：引起电路频率响应的因素是大电容大电容不再视为短路，对信号分压使电压增益下降并产生附加相移（正）；而小电容则更可视为开路。低频段小信号等效电路第七页，共52页。（3）高频段：引起电路频率响应的因素是小电容小电容不再视为开路，使Av下降并产生附加相移(负)；大电容更可视为短路。晶体管结电容的影响BJT的混合π等效电路第八页，共52页。截止频率的计算方法截止频率的计算方法增益函数法时间常数法AMFL(s)FH(s)fLfH短路时间常数法开路时间常数法fLfH注意：1）零点与极点对消的可能性2）利用主极点的概念简化分析第九页，共52页。开路时间常数法-求fH的步骤高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。其它电容开路；从本电容两端看进去的等效电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH第十页，共52页。3.3单级放大电路的频率特性3.3.1共射差放的高频特性开路时间常数法-求fH高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。其它电容开路；从本电容两端看进去的等效电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH第十一页，共52页。高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH开路时间常数法-求fH第十二页，共52页。高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH开路时间常数法-求fH第十三页，共52页。高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH开路时间常数法-求fH求Cπ的开路时间常数电阻设Cμ=0时（开路）第十四页，共52页。高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH开路时间常数法-求fH求Cμ的开路时间常数电阻设Cπ=0时（开路）第十五页，共52页。可解出：求Cμ的开路时间常数电阻设Cπ=0时（开路）第十六页，共52页。高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH开路时间常数法-求fH从而可求得ωH：第十七页，共52页。求Cμ的R20时，与输入、输出回路均有关求Cπ的R10时，只与输入回路相关问题：Cπ的开路时间常数电阻求解容易？Cμ的较复杂？为什么？第十八页，共52页。3.3.2用密勒定理及其近似条件分析BW3.3.2.1密勒定理定理的引出Z：双向化Z1,Z2:单向化第十九页，共52页。电压传输函数：相当于在图（b）1端到地并联了阻抗Z1，即Z1第二十页，共52页。相当于在图（b）2端到地并联了阻抗Z2，即Z2第二十一页，共52页。3.3.2.2单向化微变等效电路图3.3.4B’，C列节点电流方程：输入导纳Yi为：第二十二页，共52页。若满足密勒定理近似条件：则:令：Cm称为密勒电容(密勒倍增效应)则：第二十三页，共52页。同理可得出Cu对输出回路的作用：CmC2第二十四页，共52页。和应用开路时间常数法算得的结果十分相近！P153式3.3.3由密勒定理近似条件，可知主极点为：第二十五页，共52页。3.3.2.3增益带宽积差放的低频增益：按增益带宽积的定义：密勒电容第二十六页，共52页。分析指出：（1）fT越高，G.BW有可能越大。（2）D=(1+gmR’L)Cμ/Cπ表示密勒效应扩增系数，Cμ越小，G.BW越大，Rs和rbb’越小，G.BW越大例题(P156)：（1）开路时间常数法：BW（2）用密勒单向化近似：BW第二十七页，共52页。开路时间常数法-求fH的步骤高频段小信号等效电路找出相关的电容（通常Cπ、Cμ）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。其它电容开路；从本电容两端看进去的等效电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH第二十八页，共52页。3.3.3共基放大电路的频率特性1.高频段小信号等效电路2.找出相关的电容(通常Cπ、Cμ)。3.针对每个电容，求开路时间常数电阻。4.计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH开路时间常数法-求fH问题：如何求该放大电路的高频截止频率？开路时间常数法步骤？第二十九页，共52页。得：若C’L＝0（包括Cμ＝0，Ccs’＝0）则：问题：当rbb’=0时，画出求Rπ0、Rμ0的简化电路？第三十页，共52页。3.3.4共集放大电路的频率特性问题：画出高频段等效电路？第三十一页，共52页。共集放大电路的高频等效电路第三十二页，共52页。问题：画出求Rμ0、Rπ0、RL0的简化电路？第三十三页，共52页。电压源\电流源转换第三十四页，共52页。若Rs＝0第三十五页，共52页。结论：CC共集放大器的带宽要比共射放大电路宽得多，共集放大器是宽带放大器。CB最宽。BW(可判断存在主极点)BW-工程修正CECBGHzCC第三十六页，共52页。3.4.1两级差动放大器的频率特性分析求Avd=Avh(0)求BW。P159第三十七页，共52页。求Avd=Avh(0)步骤等效模型(中频)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av2第三十八页，共52页。求Avd=Avh(0)步骤等效模型(中频)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av2第三十九页，共52页。求Avd=Avh(0)步骤等效模型(中频)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av2第四十页，共52页。求Avd=Avh(0)步骤等效模型(中频)Avs1、Av2Avd=Avs1×Av2第四十一页，共52页。求BW步骤。见书上160页！等效模型(高频)找出相关的电容（Cπ、Cμ、Ccs）。针对每个电容，求开路时间常数电阻。计算开路时间常数Rj0Cj求和。求出fH第四十二页，共52页。小结第四十三页，共52页。1、放大电路的频率响应频率响应中频增益转折频率上转折频率fH下转折频率fL带宽fBW=fH-fL≈fH第四十四页，共52页。2、转折频率的计算方法转折频率的计算方法增益函数法时间常数法AMFL(s)FH(s)fLfH短路时间常数法开路时间常数法fLfH注意：1）零点与极点对消的可能性2）利用主极点的概念简化分析第四十五页，共52页。3、基本单级放大器的带宽比较共基放大器射极跟随器共射放大器>>注意：增益带宽积为常数（静态工作点一定）4、单级放大器中各电容对带宽（转折频率）的影响1）外电容影响fL。2）三极管内部电容影响fH。Cb’c和Cgd影响较大。注意：1）共射电路的Miller效应5、多级放大电路的带宽计算同单级。注意：前后级电阻关系！第四十六页，共52页。作业：第三章5～7，14第四十七页，共52页。作业：第三章7，14第四十八页，共52页。第四十九页，共52页。主极点的概念在放大器的极点中，如果某极点的绝对值为其他极点的绝对值的1/4以下时，该极点就对BW起主导作用，就可称为主极点。返回第五十页，共52页。电压源与电流源等效Uoc=Isc×R0abG0(R0)IscabR0Uoc+-返回第五十一页，共52页。由截止频率的定义返回s＝jω则：第五十二页，共52页。