单管共射放大电路的频率响应 负载电阻, 高频

yuyang911220

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。
其中， C ' = C b'e +( 1−K ) 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。
3.3.1 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。
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
将 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 得
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。
3.3.2 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。
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
令 τ L =( R s + r i ) C 1
f L = 1 2π τ L = 1 2π( R s + r i ) C 1
则 A ˙ usL = A usm 1 1+ 1 jω τ L = A usm 1 1−j 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
当 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 。
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
当 f<< f L 时， L A =20lg⁡| A usm |−20lg⁡ f L f ，频率下降十倍 L A 下降20dB;
当 f>> f L 时， L A ≈20lg⁡| A usm | ， L A 不随频率变化;
当 f= f L 时， L A ≈20lg⁡| A usm |−3dB ， L A 比中频区低3dB。
(2)画相频特性
当 f<<0.1 f L 时， ϕ≈− 90 ∘ ;
当 f<<10 f L 时， ϕ≈− 180 ∘ ;
当 f= f L 时， ϕ=− 135 ∘ 。
当 0.1 f L
据此可画出对数幅频特性频率和相频特性，如图3.12所示。