, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
第五章 放大电路的频率特性
5.1 频率响应概述
5.1.1 研究放大电路频率响应的必要性
在放大电路中
电抗元件（ C和 L）
晶体管极间电容
f过高
f过低
放大倍数值减小
并产生相移
通频带 表示放大电路对不同频率信号的适应能力
半导体管的等效电路
低频等效电路
高频等效电路
适用于低频信号
适用于高频信号
5.1.2 频率响应的基本概念
耦合电容
晶体管极间电容
高通电路
低通电路
频率响应（或频率特性）,放大倍数与频率的关系。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
一、高通电路
1,电路组成
如图所示
2,幅频特性和相频特性
RC
R
C
R
U
UA
u
?? j
11
1
j
1i
o
?
?
?
?? ?
??
其中 ω：输入信号的角频率
RC：回路时间常数
令 RC??,则
??
11
L ?? RC RCf ????
?
2
1
2
1
2
L
L ???
L
L
LL j1
j
j
1
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j
1
1
f
f
f
f
f
f
A u
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, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
L
L
LL j1
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j
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f
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A u?
L
a r c t a n90 ff????
幅频特性
相频特性 讨论
① ?????? 01
L ?，uAff ?
②
????? 4521 ?，uL Aff ?
③
)90,00( ??????
????
?u
L
uL
Af
f
f
Aff
?
?
幅频特性曲线和相频特性曲线
如图所示
Lf
下限（截
止）频率
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二、低通电路
1,电路组成
如图所示
2,幅频特性和相频特性
RC
C
R
C
U
U
A u
?
?
?
j1
1
j
1
j
1
i
o
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其中 ω：输入信号的角频率
RC：回路时间常数
令 RC??,则
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11
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1
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1
2
H
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HH
j1
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, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
2
H
1
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H
a r c t a n ff???
幅频特性
相频特性
讨论
① ?????? 01
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②
?????? 4521 ?，uH Aff ?
③
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H
???????
????
?u
uH
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f
Aff
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?
幅频特性曲线和相频特性曲线
如图所示
HH
j1
1
j1
1
f
fA u ????
?
?
?
Hf
上限（截
止）频率
放大电路的通频带 fbw=fH-fL
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
5.1.3 波特图
用对数坐标表示的频率特性曲线称为 波特图
波特图的组成
对数幅频特性
横轴 lgf刻度
纵轴
uA?lg20
（单位,dB）
对数相频特性
横轴 lgf刻度
纵轴 ?
一、高通电路的波特图
L
L
j1
j
f
f
f
f
A u
?
?? 2
LL
)(1lg20lg20lg20 ffffA u ????
L
a r c t a n90 ff????
对数幅频特性
对数相频特性
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
2
LL
)(1lg20lg20lg20 ffffA u ????
L
a r c t a n90 ff????
波特图如图所示
说明
通常采用近似波特图（将波特图的曲线线性化）
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二,低通电路的波特图
H
j1
1
f
fA u ??
? 2
H
)(1lg20lg20 ffA u ????
H
a r c t a n ff???
对数幅频特性
对数相频特性
波特图如图所示
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
结论
① 截止频率取决于电容回路的时间常数 τ；
RC
f
?2
1
?
② 当 f=fL或 f=fH时，增益将下降 3dB，且产生＋ 45° 或
－ 45° 的相移；
③ 近似分析时，可用折线化的波形图表示放大电路的
频率响应。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
5.3 晶体管的高频等效模型
5.2.1 晶体管的混合 π模型
一、完整的混合 π模型
说明 ① gm称为跨导 gm为常数，与频率无关
② ????,、
cb II
均与频率有关
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二、简化的混合 π模型
其中,
μππ )1( CKCC ????? ?
?
?
??
? ?
?eb
ce
U
UK
?
??
电压放大倍数
（取中频时之值）
单向化
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
三、混合 π模型的主要参数
bb.1 ?r
eb.2 ?r
EQ
T
eb )1( I
Ur ???
?
m.3 g
b0ebmc IUgI ??? ??? ?
ebbeb ?? ? rIU ??
T
EQ
eb
0
m U
I
rg ?? ?
?
μ.4 C Obμ CC ?
?C.5
可用特征频率 fT和静态 Q点求解
5.2.2 晶体管电流放大倍数的 频率响应 ??
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
CEb
c
UI
I
?
??
??
由图知
0
eb
ce ??
?U
UK
?
??
μπμππ )1( CCCKCC ?????? ?
β
0
1
f
fj??
??? 具有低通特性
其中
πeb
β π2
1
Crf ?? ?
共射截止频率
πeb
0
π
eb
eb
ebmc
j1
j
1
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Cr
C
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?故有
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
( 1 ) )(1lg20lg20lg20 2
β
0 f
f??? ???
β
a r c t a n ff???
波特图如图所示
说明
的对数幅频特性和相频特性分别为 ??
① 特征频率 fT
下降到 1（即 0dB）时
的频率称为 特征频率 。
??
令 (1)式为零，则
0
2
β
T )(1 ???
f
f
因 fT>>fβ，故
β0T ff ??
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
② 共基电流放大倍数 的频率响应 ??
β0
0
0
)1(
1
1
1
f
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j
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具有低通特性
Tβ0α )1( fff ??? ?
其中 （ fα称为 共基截止频率 ）
βα ff ??
结论
共基放大电路可做为宽频带放大电路。
小结
第五章 放大电路的频率特性
5.1 频率响应概述
5.1.1 研究放大电路频率响应的必要性
在放大电路中
电抗元件（ C和 L）
晶体管极间电容
f过高
f过低
放大倍数值减小
并产生相移
通频带 表示放大电路对不同频率信号的适应能力
半导体管的等效电路
低频等效电路
高频等效电路
适用于低频信号
适用于高频信号
5.1.2 频率响应的基本概念
耦合电容
晶体管极间电容
高通电路
低通电路
频率响应（或频率特性）,放大倍数与频率的关系。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
一、高通电路
1,电路组成
如图所示
2,幅频特性和相频特性
RC
R
C
R
U
UA
u
?? j
11
1
j
1i
o
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其中 ω：输入信号的角频率
RC：回路时间常数
令 RC??,则
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, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
L
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②
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③
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幅频特性曲线和相频特性曲线
如图所示
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下限（截
止）频率
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二、低通电路
1,电路组成
如图所示
2,幅频特性和相频特性
RC
C
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其中 ω：输入信号的角频率
RC：回路时间常数
令 RC??,则
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, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
2
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幅频特性
相频特性
讨论
① ?????? 01
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②
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③
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H
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幅频特性曲线和相频特性曲线
如图所示
HH
j1
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?
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Hf
上限（截
止）频率
放大电路的通频带 fbw=fH-fL
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
5.1.3 波特图
用对数坐标表示的频率特性曲线称为 波特图
波特图的组成
对数幅频特性
横轴 lgf刻度
纵轴
uA?lg20
（单位,dB）
对数相频特性
横轴 lgf刻度
纵轴 ?
一、高通电路的波特图
L
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对数幅频特性
对数相频特性
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
2
LL
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a r c t a n90 ff????
波特图如图所示
说明
通常采用近似波特图（将波特图的曲线线性化）
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二,低通电路的波特图
H
j1
1
f
fA u ??
? 2
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)(1lg20lg20 ffA u ????
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a r c t a n ff???
对数幅频特性
对数相频特性
波特图如图所示
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
结论
① 截止频率取决于电容回路的时间常数 τ；
RC
f
?2
1
?
② 当 f=fL或 f=fH时，增益将下降 3dB，且产生＋ 45° 或
－ 45° 的相移；
③ 近似分析时，可用折线化的波形图表示放大电路的
频率响应。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
5.3 晶体管的高频等效模型
5.2.1 晶体管的混合 π模型
一、完整的混合 π模型
说明 ① gm称为跨导 gm为常数，与频率无关
② ????,、
cb II
均与频率有关
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二、简化的混合 π模型
其中,
μππ )1( CKCC ????? ?
?
?
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电压放大倍数
（取中频时之值）
单向化
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
三、混合 π模型的主要参数
bb.1 ?r
eb.2 ?r
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m.3 g
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ebbeb ?? ? rIU ??
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μ.4 C Obμ CC ?
?C.5
可用特征频率 fT和静态 Q点求解
5.2.2 晶体管电流放大倍数的 频率响应 ??
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
CEb
c
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由图知
0
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??? 具有低通特性
其中
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共射截止频率
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( 1 ) )(1lg20lg20lg20 2
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波特图如图所示
说明
的对数幅频特性和相频特性分别为 ??
① 特征频率 fT
下降到 1（即 0dB）时
的频率称为 特征频率 。
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令 (1)式为零，则
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因 fT>>fβ，故
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, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
② 共基电流放大倍数 的频率响应 ??
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其中 （ fα称为 共基截止频率 ）
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共基放大电路可做为宽频带放大电路。
小结
