首页 接线图文章正文

单管共射放大电路的频率响应

接线图 2023年07月21日 22:51 142 admin

考虑耦合电容及极间电容时的等效电路→分别分析中频、低频、高频时的频率特性→整个频率范围内的频率特性。

单管共射放大电路的频率响应  第1张

其中, C ' = C b'e +( 1K ) C b'c

下面分别讨论中频、低频和高频时地频率特性。将耦合电容 C 2 和负载电阻 R L 看作是下一级输入端耦合电容和输入电阻,暂不考虑。

1、中频段

中频区耦合电容容抗较小,可视为短路,极间电容容抗很大,可视为开路,其混合 π 型等效电路如图3.10所示。

单管共射放大电路的频率响应  第2张

U o = g m U b'e R c

U b'e = r b'e r bb' + r b'e U i =p U i

U i = r i R s + r i U s

其中, r i = R b //( r bb' + r b'e ) p= r b'e r bb' + r b'e = r b'e r be

U o = g m p U i R c = r i R s + r i p g m R c U s

A usm = U o U i = r i R s + r i p g m R c

g m = β r b'e 代入式中 A usm = U o U i = r i R s + r i p g m R c = r i R s + r i r b'e r be g m R c

A usm = U o U i = r i R s + r i p g m R c = r i R s + r i β R c r be

与用微变等效电路分析的结果一致。

2、低频段

低频区耦合电容容抗较大,其分压作用较大,不可忽略,极间电容容抗很大,可视为开路,其混合 π 型等效电路如图3.11所示。

单管共射放大电路的频率响应  第3张

1.确定放大倍数

U ˙ o = g m U ˙ b'e R c

U ˙ b'e = r b'e r bb' + r b'e U ˙ i =p U ˙ i

U ˙ i = r i R s + r i + 1 jω C 1 U ˙ s

U ˙ o = r i R s + r i + 1 jω C 1 p g m R c U ˙ s

变换后得 U ˙ o = r i R s + r i p g m R c 1 1+ 1 jω( R s + r i ) C 1 U ˙ s

A ˙ usL = U ˙ o U ˙ s = r i R s + r i p g m R c 1 1+ 1 jω( R s + r i ) C 1

τ L =( R s + r i ) C 1

f L = 1 2π τ L = 1 2π( R s + r i ) C 1

A ˙ usL = A usm 1 1+ 1 jω τ L = A usm 1 1j f L f

幅频特性 | A ˙ usL |= | A usm | 1+ ( f L f ) 2

相频特性 ϕ= 180 +arctan f L f

f= f L 时, | A ˙ usL |= 1 2 A usm f L 为下限频率。显然,下限频率 f L 主要取决于耦合电容 C 1 所在回路的时间常数 τ L =( R s + r i ) C 1

单管共射放大电路的频率响应  第4张

2.确定频率特性

(1)画对数幅频特性(波特图)

将幅频特性取对数,得

L A =20lg| A ˙ usL |=20lg| A usm |20lg 1+ ( f L f ) 2

f<< f L 时, L A =20lg| A usm |20lg f L f ,频率下降十倍 L A 下降20dB;

f>> f L 时, L A 20lg| A usm | L A 不随频率变化;

f= f L 时, L A 20lg| A usm |3dB L A 比中频区低3dB。

(2)画相频特性

f<<0.1 f L 时, ϕ 90

f<<10 f L 时, ϕ 180

f= f L 时, ϕ= 135

0.1 f L <f<10 f L 时, ϕ 是斜率为 45 /10 倍频程的直线。

据此可画出对数幅频特性频率和相频特性,如图3.12所示。

单管共射放大电路的频率响应  第5张

3、高频段

高频区耦合电容容抗较小,可视为短路,极间电容容抗很小,不可忽略,其混合 π 型等效电路如图3.13所示。

单管共射放大电路的频率响应  第6张

由于 K-1 K C b'c 所在输出回路的时间常数比输入回路 C 的时间常数小得多,故可将 K-1 K C b'c 忽略不计。再利用戴维南定理将输入回路简化,则可得高频简化等效电路,如图3.14所示。

单管共射放大电路的频率响应  第7张

其中 U s ' = r i R s + r i r b'e r be U ˙ s

R ' = r b'e //[ r bb' +( R s // R b ) ]

C = C b'e +( 1K ) C b'c = C b'e +( 1+ g m R c ) C b'c

1.确定放大倍数

U ˙ b'e = 1 jω C ' R + 1 jω C ' U ˙ S ' = 1 1+jωR'C' U ˙ S '

U ˙ o = g m U ˙ b'e R c = r i R s + r i r b'e r be g m R c 1 1+jω R ' C ' U ˙ s

A ˙ usH = U ˙ o U ˙ s = A usm 1 1+jω R C

τ H = R C f H = 1 2π τ H = 1 2π R C

A ˙ usH = A usm 1 1+j f f H

幅频特性 | A ˙ usH |= | A usm | 1+ ( f f H ) 2

相频特性 ϕ= 180 arctan f f H

f= f H 时, | A ˙ usH |= 1 2 A usm f H 为上限频率。显然,上限频率 f 主要取决于电容 C 所在回路的时间常数 τ H = R C

单管共射放大电路的频率响应  第8张

2.确定频率特性

(1)画对数幅频特性

将幅频特性取对数,得

L A =20lg| A ˙ usH |=20lg| A usm |20lg 1+ ( f f H ) 2

f<< f H 时, L A 20lg| A usm | L A 不随频率变化;

f>> f H 时, L A 20lg| A usm |20lg( f f H ) ,频率增大十倍 L A 下降20dB;

f= f L 时, L A 20lg| A usm |3dB L A 比中频区低3dB。

(2)画相频特性

f<<0.1 f H 时, ϕ 180

f>>10 f H 时, ϕ 270

f= f L 时, ϕ= 225

0.1 f H <f<10 f H 时, ϕ 是斜率为 45 /10 倍频程的直线。

据此可画出对数幅频特性频率和相频特性,如图3.15所示。

单管共射放大电路的频率响应  第9张

4、完整的频率特性

将中频、低频和高频的放大倍数综合起来,可得共射放大电路在全频率范围内放大倍数的表达式为:

A ˙ = us A usm ( 1j f L f )( 1+j f f H )

同时,将三段频率特性综合起来,即得全频段频率特性。如图3.16所示。

单管共射放大电路的频率响应  第10张

版权与免责声明

本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

标签: 电容

发表评论

接线图网Copyright Your WebSite.Some Rights Reserved. 备案号:桂ICP备2022002688号-2 接线图网版权所有 联系作者QQ:360888349