LM5005MHX对于实际频率,s=jω=j2tf,并令

fl=1/2trc                       (4,7,7)

则式(4,7,6)变为            

avl=vo/vi=1/1-j(fl/f)              (⒋7.8)

式中fl为低频电压传输系数,其幅频响应和相频响应的表达式分别为

|Avl|=1/1+(fl/f)2                       (4.7,9)

qL=arctan(fl/f)                           (4.7.10)

式中fl是高通电路的下限截止频率(或称下限转折频率)。对照式(4.7.6)和式

(4.7.7)也可知,人(ωL)是An(s)的极点频率。

仿照RC低通电路波特图的绘制方法,由式(4.7.9)和式(4.7.10)可画出Rc高通电路的波特图,如图4.7.5所示。

RC高通电路的波特图,(a)幅频响应 (b)相频响应,双极结型三极管及放大电路基础.

由波特图可知,当输人信号的频率r>fl时,RC高通电路的电压传输系数的幅值|Avl|最大,且不随信号频率变化而变化,也不产生相移。r=此时,|avL|下降3dB,且产生+45°相移(这里的正号表示输出电压超前于输人电压)。f<fl后,随着r的下降,|avL|按一定规律衰减,且相移增大,最终趋于+90°。

通过对RC低通和高通电路频率响应的分析,可以得到下列具有普遍意义的结论:

电路的截止频率决定于相关电容所在回路的时间常数t=RC①,见式(4.7,2)和式(4,7.7)。

当输入信号的频率等于上限频率九或下限频率人时,放大电路的增益比通带增益下降3dB,或下降为通带增益的0.707倍,且在通带相移的基础上产生―45°或+45°的相移。

工程上常用折线化的近似波特图表示放大电路的频率响应。

BJT的高频小信号模型及频率参数,研究放大电路的高频性能,无论对模拟集成电路或分立元件电路都是必需的,而影响高频性能的主要原因之一是BJT的极间电容。下面讨论BJT的高频小信号模型,并利用这一模型分析BJT的频率特性和频率参数。

BJT的高频小信号模型,在4,3.2节中根据BJT的特性方程,导出了它在放大区的H参数低频小信号模型,但在高频小信号条件下,必须考虑BJT的发射结电容和集电结电容的影响,由此可得到BJT的高频小信号模型,如图4.7.6所示。现就此模型中的各元件参数作简要说明。

基区体电阻rbb,图中b′是为分析方便而虚拟的基区内的等效基极,rbb表示基区体电阻。不同类型的BJT,rbb的值相差很大,器件手册中常给出rbb的值约在几十至几百欧之间。

电阻Fb`e和电容Cb`e rb e是发射结正偏电阻re折算到基极回路的等效电

阻,即rⅡ=(1+`)rc=(1+`)亡。Cbe是发射结电容,对于小功率管,Cbe约在

几十至几百皮法范围。

集电结电阻rb`c和电容Cbc 在放大区内集电结处于反向偏置,因此rb`c的这里的R和C分别是相关回路中的等效电阻和等效电容。

放大电路的频率响应值很大,一般在100 kΩ~10 MΩ范围,Cbc约在2~10 pF范围内。

受控电流源gm yb`e 由图4.7.6a可见,由于结电容的影响,BJT中受控电流源不再完全受控于基极电流rb,因而不能再用`rb表示,改用gm yb`e表示,即受控电流源受控于发射结上所加的电压yb`e,这里的gm称为互导或跨导,

它表明发射结电压对受控电流的控制能力,定义为

gm=ic/ube vce=Δjc/Δube vce                (⒋7.11)

gm的量纲为电导,对于高频小功率管.其值约为几十毫西。

由上述各元件的参数可知,rb c的数值很大,在高频时远大于1/ωCb`c,与Cbc并联可视为开路;另外,rce与负载电阻RL相比,一般有rcc>》RL,因此rcc也可忽略,这样便可得到图4,7.6b所示的简化模型。由于其形状像字母t,各元件参数具有不同的量纲,故又称之为混合Ⅱ形高频小信号模型。

BJT高频小信号模型中元件参数值的获得,由于BJT高频小信号模型中电阻等元件的参数值在很宽的频率范围内(f<ft/3,ft是BJT的特征频率,稍后再作介绍)与频率无关,而且在低频情况下,电容Cb`e和Cl)c可视为开路,于是图4.7.6b所示的简化模型可变为图4.7.7a的形式,它与图4.7,7b所示的H参数低频小信号模型一样,所以可以由H参数低频小信号模型获得混合∏形小信号模型中的一些参数值。

BJT的高频小信号模型(a)实际模型 (b)简化模型.