模拟电子技术（四）放大电路的频率响应

研究信号频率的变化对放大电路性能的影响
也就是电路对输入输出电压正弦波相位与幅值的影响

电路理论基础知识复习

• 电容与电感的阻抗
  

频率响应基本概念

两个无源频率响应的单元电路

无源：无有源器件（晶体管），仅由RC构成

• 低通电路（Low-Pass）高不通
  
  输出取在电容两端

  • 电容：低频时，阻抗大，分压大，uo≈ui，Au=1；频率增大，阻抗减小，分压小，输出趋近于0，Au=0
  • 低通高不通，存在上限截止频率 fH：达到0.707倍（二分之根号二）低频Au时的频率
  • 低频时，输入输出同相；频率增大，输出相位滞后输入相位。f=fH时，滞后45°；极限为-90°
  • 从时域角度研究（t=RC>>1）
    

• 高通电路（High-Pass）低不通
  
  输出取在电阻两端

  • 电容：低频时，阻抗大，电容相当于开路，电阻上无电流，uo=0，Au=0；频率增大，阻抗减小，电容相当于短路，uo≈ui，Au=1
  • 高通低不通，存在下限截止频率 fL：达到0.707倍（二分之根号二）Au时的频率
  • 高频时，输入输出同相；频率减小，输出相位超前输入相位。f=fH时，超前45°；极限为90°
  • 从时域角度研究（t=RC<<1）
    

• 区分高、低通电路
  取极限：0与∞

  • 高不通，低通电路
    ω—>0，z—>∞，电容开路，Au为有限值
    ω—>∞，z—>0，电容短路，Au=0
  • 低不通，高通电路
    ω—>0，z—>∞，电容开路，Au=0
    ω—>∞，z—>0，电容短路，Au为有限值

---

波特图（幅频、相频）

高、低同电路对比

---

晶体管的高频等效模型

• 晶体管的混合π模型（高频等效模型）
  
• 混合π模型的简化（密勒等效）
  Cπ形成低通电路，中低频时开路，高频时使Au衰减
  

---

单管放大电路的频率响应

• 全频段电路分析（晶体管的级间电容，输出侧的耦合电容）

• 通频带：上线限频率与下限频率之差
  

  • 通频带衡量放大电路对不同频率信号的放大能力
  • 通频带越宽，表示放大电路对不同频率信号适应能力强
  • 通频带越窄，表示放大电路对某频率范围内的信号选择性强

• 对于单管电路：

  • 上限频率只能有一个，来源于晶体管级间电容（低通电容）
  • 下限频率可以有不止一个，可能的来源“耦合电容”“发射极旁路电容”（高通电容）；也可以为0，即直接耦合放大电路