晶體管高頻等效模型

放大電路的頻率指標通頻帶：fbw=

fH

–

fL

同一放大電路對幅值相同、頻率不同的信號的放大能力是不同的，而且在一般情況下，放大電路只適用于放大某一個特定頻率范圍內(nèi)的信號。因此，可以用通頻帶來衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力。第5章放大電路的頻率響應(yīng)5.1.1研究頻率響應(yīng)的必要性

在放大電路中，電抗元件(電容)及半導(dǎo)體極間電容的存在，輸入信號的頻率過高或過低，不但放大倍數(shù)的數(shù)值會減小，而且還會產(chǎn)生超前或滯后的相移。

任何一個具體的放大電路都有一個確定的通頻帶，因此在設(shè)計電路時，必須首先了解信號的頻率范圍，以便使設(shè)計的電路具有適應(yīng)于該信號頻率范圍的通頻帶。5.1.2頻率響應(yīng)的基本概念RC+-+-電容的阻抗一、高通電路信號頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓.:輸入信號角頻率單位:弧度/秒頻率f

，單位:赫茲.用其幅值和相角表示RC為回路的時間常數(shù)τ模相角ffL0.7071fφfL該電路中，頻率越低，衰減越大，相移越大；∴為高通電路。fL：下限截止頻率+-+-RC回路的時間常數(shù)τ=RC二、低通電路信號頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。fH：上限截止頻率ffH0.7071fφfH模相角5.1.3波特圖在畫頻率特性曲線時采用對數(shù)坐標，即為波特圖高通電路當頻率f每減小10倍fL，模將下降20分貝當當20dB/十倍頻低通電路當頻率f每增大10倍fH，模將下降20分貝當當-20dB/十倍頻5.2晶體管的高頻等效模型考慮到晶體管發(fā)射結(jié)和集電結(jié)電容的影響高頻信號作用的模型混合π模型5.2.1晶體管的混合π模型一、完整的混合π模型二、簡化的混合π模型三、混合π模型的主要參數(shù)bceNNPbec一、混合π模型很小很小bec晶體管結(jié)構(gòu)be+-+-混合π模型做開路處理bec晶體管結(jié)構(gòu)新參數(shù)gmbe+-+-混合π模型的簡化c密勒定理：對于一個含有N個節(jié)點的任意電路，如圖，記每個節(jié)點的電壓為，其中設(shè)若節(jié)點1，2之間有一阻抗Z相連接，流過的電流分別為，若已知則原電路可以用另一個圖代替，而保持節(jié)點1，2的電流關(guān)系不變。12345N12345Nbe+-+-混合π模型的簡化c混合π模型的單向化be+-+-be+-+-混合π模型的簡化c混合π模型的單向化be+-+-be+-+-做開路處理be+-+-簡化模型三、混合π模型的主要參數(shù)手冊給出①②be+-+-④③(手冊給出)∴關(guān)鍵是求解be+-+-5.2.2晶體管電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)共射截止頻率低通電路特征頻率fT

β當下降到1時對應(yīng)的頻率f頻率升高，β幅值下降，相位增大be+-+--20dB/十倍頻手冊給出混合π模型的參數(shù)全部求解出來！5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)+_uo+VccRbRc+_uscRsRL+_uoRbRcRL交流通路+_usRsCRb適應(yīng)于頻率從零到無窮大的交流等效電路bbr￠be+_Rsus+_uoRbRcRL交流通路+_usRsCRcRL+-uo

輸入頻率為f的信號us，輸出信號uo，輸出信號大小受到頻率f的影響。將輸入信號的頻率范圍分為:中頻、低頻、高頻be+-+-一、中頻段不考慮電容影響Rb適應(yīng)于頻率從零到無窮大的交流等效電路bbr￠be+_RsusRcRL+-uo中頻段的交流等效電路Rbbbr￠be+_RsusRcRL+-uo一、低頻段開路處理電容C兩端壓降不可忽略Rb適應(yīng)于頻率從零到無窮大的交流等效電路bbr￠be+_RsusRcRL+-uo一、低頻段Rb適應(yīng)于頻率從零到無窮大的交流等效電路bbr￠be+_RsusRcRL+-uo低頻段的交流等效電路Rbbbr￠be+_RsusRcRL+-uo設(shè)：二、高頻段不可忽略短路處理Rb適應(yīng)于頻率從零到無窮大的交流等效電路bbr￠be+_RsusRcRL+-uo電容C兩端壓降為零Rb高頻段的交流等效電路bbr￠be+_RsusRcRL+-uoRb高頻段的交流等效電路bbr￠be+_RsusRcRL+-uo戴維南等效高頻段的交流等效電路RcRL+-uo高頻段的交流等效電路RcRL+-uo設(shè)：一、中頻段二、低頻段三、高頻段四、全頻段電壓放大倍數(shù)的表達式當當當四、全頻段電壓放大倍數(shù)的表達式上限頻率和下限頻率均可表示為:低頻特性主要受耦合電容、旁路電容C影響高頻特性主要受放大管的極間電容影響關(guān)鍵：求解電容所在回路的等效電阻。圖5.4.5單管共射放大電路的波特圖返回fbw=fH-fL帶寬提高fbw≈fH即帶寬變寬，必使增益減?。辉鲆嫣岣?，必使帶寬變窄帶寬與增益之間矛盾。

∴選擇與信號頻帶相對應(yīng)的通頻帶即可，不要盲目追求寬頻帶。例題：VCC=15V，RS=1k，Rb=20k，RC=RL=5K，C=5uF;晶體管的UBEQ=0.7V，rbb’=100?，β=100，fβ=0.5MHZ，Cob=5PF試估算電路的截止頻率fH和fL，并求解：（1）求解Q點（2）求解混合π模型中的參數(shù)（3）求解中頻電壓放大倍數(shù)（4）求解上下限截止頻率５.５多級放大電路的頻率響應(yīng)對于一個多級放大電路，設(shè)組成它的各級下限頻率分別為fL1、fL1…fＬＮ,上限頻率分別為fH1、fH2…fHＮ下限截止頻率取大上限截止頻率取小該多級放大電路的下限截止頻率為fL，上限截止頻率為fH：例1：簡單定性畫出兩級共射電路的頻率響應(yīng)圖（波特圖）當f<<fH時：波特圖當f<<fH時：當f<<fL1fL2時：20dB/十倍頻40dB/十倍頻當f>>fL時：當f>>fH1和fH2時，波特圖-20dB/十倍頻-40dB/十倍頻波特圖-20dB/十倍頻-40dB/十倍頻20dB/十倍頻40dB/十倍頻已知：