電子線路基礎(chǔ)模電課件

1、2021-10-31113.5 集成運(yùn)算電路舉例集成運(yùn)算電路舉例集成運(yùn)放的組成集成運(yùn)放的組成2021-10-312雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F007 “7”為正電源端，為正電源端， “4”為負(fù)為負(fù)電源端，電源端， “6”為輸出端，為輸出端， “2”為反相輸入端，為反相輸入端， “3”為同相輸為同相輸入端，入端， “1”和和“5”為調(diào)零端。為調(diào)零端。2021-10-3131. 電流源組電流源組：V8V13、R4和和R5構(gòu)成電流源組。構(gòu)成電流源組。2. 輸入級(jí)輸入級(jí)：有源負(fù)載的共集：有源負(fù)載的共集共基組合差動(dòng)放大器，共基組合差動(dòng)放大器， 它由它由V17管組成。管組成。3. 中間級(jí)中間級(jí)：V16、

2、V17復(fù)合管的共射極放大器為復(fù)合管的共射極放大器為F007的中間放大級(jí)。的中間放大級(jí)。4. 輸出級(jí)輸出級(jí)：由：由V14和和V18、 V19組成的組成的互補(bǔ)射隨器互補(bǔ)射隨器。2021-10-3145. 相位補(bǔ)償電路：為保證相位補(bǔ)償電路：為保證F007在負(fù)反饋應(yīng)用時(shí)能穩(wěn)定工在負(fù)反饋應(yīng)用時(shí)能穩(wěn)定工作，作， 在在V16管管基極基極和和集電極集電極之間還接了一個(gè)之間還接了一個(gè)內(nèi)補(bǔ)償電容內(nèi)補(bǔ)償電容。 根據(jù)密勒效應(yīng)，根據(jù)密勒效應(yīng)， 這種接法可使這種接法可使30 pF小電容起到一個(gè)大小電容起到一個(gè)大電容的補(bǔ)償作用。電容的補(bǔ)償作用。2021-10-3152021-10-316電子線路基礎(chǔ)電子線路基礎(chǔ)第十四講第十

3、四講 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)主講人：主講人： 王安琪王安琪郵箱：郵箱：2021-10-317時(shí)域信號(hào)時(shí)域信號(hào)頻域信號(hào)頻域信號(hào)二者間關(guān)系二者間關(guān)系( )( )U tf t( )( )UF( )( )UFFT f t 2021-10-31814.1 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)也成為頻率響應(yīng)也成為“頻率特性頻率特性”，是描述是描述系統(tǒng)系統(tǒng)如放大器的一個(gè)重要如放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。它描述了系統(tǒng)對(duì)于不同頻指標(biāo)。它描述了系統(tǒng)對(duì)于不同頻率電信號(hào)放大率的率電信號(hào)放大率的均勻度均勻度。實(shí)際地海環(huán)境及其與實(shí)際地海環(huán)境及其與目標(biāo)復(fù)合模型的寬帶目標(biāo)復(fù)合模型的寬帶電磁散射特性研究電磁散射特性

4、研究2021-10-31914.1.1 頻率失真頻率失真由于實(shí)際的放大器中存在電抗元件由于實(shí)際的放大器中存在電抗元件(如晶體管的極間如晶體管的極間電容、電容、 電路的負(fù)載電容、電路的負(fù)載電容、 分布電容、分布電容、 引線電感等引線電感等)， 使得放大器對(duì)不同頻率信號(hào)分量的放大倍數(shù)和延遲時(shí)使得放大器對(duì)不同頻率信號(hào)分量的放大倍數(shù)和延遲時(shí)間不同。間不同。 由此而引入的信號(hào)失真稱為頻率失真。由此而引入的信號(hào)失真稱為頻率失真。研究意義研究意義實(shí)際待處理信號(hào)，如語(yǔ)音信號(hào)、電視信號(hào)等不是簡(jiǎn)實(shí)際待處理信號(hào)，如語(yǔ)音信號(hào)、電視信號(hào)等不是簡(jiǎn)單的單頻信號(hào)，而是由不同相位、不同頻率分量的具單的單頻信號(hào)，而是由不同相位、

5、不同頻率分量的具有一定頻譜的寬頻信號(hào)。有一定頻譜的寬頻信號(hào)。頻率失真的概念頻率失真的概念2021-10-3110待放大信號(hào)待放大信號(hào)振幅頻率失真振幅頻率失真相位頻率失真相位頻率失真頻率失真的分類(lèi)頻率失真的分類(lèi)信號(hào)通過(guò)信號(hào)通過(guò)線性時(shí)不變系統(tǒng)線性時(shí)不變系統(tǒng),其頻率成分不變，但各頻率其頻率成分不變，但各頻率分量的振幅及相位會(huì)發(fā)生變化。分量的振幅及相位會(huì)發(fā)生變化。2021-10-3111線性失真與非線性失真線性失真與非線性失真(1) 起因不同。起因不同。 線性失真由電路中的線性電抗元線性失真由電路中的線性電抗元件引起，件引起， 非線性失真由電路中的非線性元件引起非線性失真由電路中的非線性元件引起(如如

6、晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線的非線性等晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線的非線性等)。 (2) 結(jié)果不同。結(jié)果不同。 線性失真只會(huì)使信號(hào)中各頻率分線性失真只會(huì)使信號(hào)中各頻率分量的比例關(guān)系和時(shí)間關(guān)系發(fā)生變化，量的比例關(guān)系和時(shí)間關(guān)系發(fā)生變化， 或?yàn)V掉某些頻或?yàn)V掉某些頻率分量，率分量， 但決不產(chǎn)生輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的頻率但決不產(chǎn)生輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的頻率分量。分量。 而非線性失真卻完全不同，而非線性失真卻完全不同， 它的主要特征是它的主要特征是會(huì)產(chǎn)生輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的頻率分量。會(huì)產(chǎn)生輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的頻率分量。線性失真與非線性失真的差別：起因不同，結(jié)果不線性失真與非線性失真的差別：起因不同，結(jié)果不

7、同。同。線性失真不會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量線性失真不會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量。2021-10-311214.1.2 實(shí)際的頻率響應(yīng)及通頻帶定義實(shí)際的頻率響應(yīng)及通頻帶定義阻容耦合放大阻容耦合放大器的幅頻特性器的幅頻特性集成運(yùn)放的幅集成運(yùn)放的幅頻特性頻特性增益頻帶積增益頻帶積3|uIdbG BWABW3| |uIdbuIHG BWABWAf2021-10-311314.2 晶體管的高頻小信號(hào)模型和頻率參數(shù)晶體管的高頻小信號(hào)模型和頻率參數(shù)發(fā)射結(jié)正向偏置發(fā)射結(jié)正向偏置非平衡載流子非平衡載流子擴(kuò)擴(kuò)散電容散電容集電結(jié)反向偏置集電結(jié)反向偏置勢(shì)壘電容勢(shì)壘電容(1) 晶體管的高頻等效電路晶體管的高頻等效電路2021-10-

8、3114(2) 晶體管的高頻參數(shù)晶體管的高頻參數(shù)共射短路電流放大倍數(shù)共射短路電流放大倍數(shù)b b(j )及其上限頻率及其上限頻率f b b電容電容Cbe的影響，放大倍數(shù)的影響，放大倍數(shù)b b將是頻率將是頻率 的函數(shù)的函數(shù)cb emc e bb(j )g UIIIbb短路eeboeoobbbcbecm1)(1rrruiiiuigQeQbbb電容電容Cbc很小，忽略其對(duì)很小，忽略其對(duì)Ib的分流作用，得的分流作用，得b ebbb eb eb eb eb e1()j1rUIrICj r C 2021-10-3115b ebbb eb eb eb eb e1()j1rUIrICj r C 2() / ()

9、/arctan1()ofjjfffb bb bb bb b ()111oob eb ejfj r Cjjfb bb bb bb bb bb b ( ()12b eb ejfr Cb bb b 的上限頻率）2021-10-31162()/arctan1()ofjfffb bb bb bb b 2021-10-3117特征頻率特征頻率f T TT2T()11()ojfffb bb bb bbbbfCrffebeoT21實(shí)際工作時(shí)必須實(shí)際工作時(shí)必須保證保證fT 3fmax12b eb efr Cb b 2021-10-3118共基短路電流放大倍數(shù)共基短路電流放大倍數(shù)a a(j )及及f a aaab

10、baj1)j (1)j ()j (02()/arctan1()ofjfffb bb bb bb b bab)1 (00001bbabafffTfT是一個(gè)最有用的頻率參數(shù)，是一個(gè)最有用的頻率參數(shù)， 一般晶體管器件手一般晶體管器件手冊(cè)中都會(huì)給出冊(cè)中都會(huì)給出fT的數(shù)據(jù)，的數(shù)據(jù)， 據(jù)此并由式據(jù)此并由式就可換算出電容就可換算出電容Cbe的值。的值。12Teb efr C 2021-10-3119(3) 實(shí)例應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用【例【例7.2.1】由器件手冊(cè)獲知】由器件手冊(cè)獲知3DG6晶體管晶體管的的fT=300 MHz, 已知工作點(diǎn)電流已知工作點(diǎn)電流ICQ=2mA， 求發(fā)求發(fā)射結(jié)電容射結(jié)電容Cbe的值；的值；

11、若另一個(gè)晶體管的若另一個(gè)晶體管的fT=1 GHz， ICQ=2mA， 求求Cbe的值。的值。12eTb erfC TTEQeCQUUIrICQT2b eTICfU 2021-10-312014.3 運(yùn)用快速估算法分析頻率響應(yīng)的預(yù)備知識(shí)運(yùn)用快速估算法分析頻率響應(yīng)的預(yù)備知識(shí)耦合電容，約耦合電容，約為幾十為幾十uF負(fù)載電容，約負(fù)載電容，約為幾為幾pF幾百幾百pFC1與與R1串聯(lián)，串聯(lián)，C2與與R2并聯(lián)并聯(lián)2021-10-3121(1) 中頻段中頻段I212i)j ()j ()j (uouARRRUUA可見(jiàn)可見(jiàn), 中頻增益中頻增益AuI與頻率無(wú)關(guān)。與頻率無(wú)關(guān)。 C1短路C2開(kāi)路2021-10-3122

12、(2) 高頻段高頻段C1短路C2分流)j ()j (212iiURRRU2212122212122H1j(j )1|j1 1j|1juuIRcARRRRcARRRRRC （）2021-10-31232212122212122H1j(j )1|j1 1j|1juuIRcARRRRcARRRRRC （）212 ()uIRARR中頻增益H1221 ()()R | R C 上限角頻率H122()()R | R C 高頻時(shí)常數(shù)2021-10-3124(3) 低頻段低頻段22L122111211(j )11()11jjj)uIuARRARRRRcRR C （C1分壓C2開(kāi)路2021-10-3125212 ()uIRARR中頻增益L1211 ()()RR C 下限角頻率L121()()RR C 低頻時(shí)常數(shù)22L122111211(j )11()11