话说”频率响应”(3) ---共集、共基电路的高频响应 <<西电丝路云课堂>> ---孙 肖 子
放大器的频率响应:分析方法与滤波器是相通的! 1 频率响应的基本概念 2 单级共射放大器的高频响应 3 共集、共基电路的高频响应 4 场效应管放大器的高频响应 5 放大器的低频响应 6 多级放大器的频率响应 7 建立时间tr与上限频率fH的关系 重在慨念和分析思路, 而不是记住计算公式, 结论要指导我们如何 去解决实际工程问题!
3. 共集,共基放大器的高频响应 (A). 由于Cb′c很小，当源内阻RS不大时其影响可忽略。 (1)共集放大器高频响应 1)晶体管结电容对放大器高频响应的影响。其高频等效电路如图示。 (A). 由于Cb′c很小，当源内阻RS不大时其影响可忽略。 (B). Cb′e对输入端的密勒等效电容也很小,CM= Cb′e(1-A) ≈0, 故上限频 率很高.
可见, 当RS较小时，由Cb′e产生的上限频率接近特征频率fT。 (C). 由Cb′e决定的上限频率为 故有 可见, 当RS较小时，由Cb′e产生的上限频率接近特征频率fT。
(D). 由负载电容CL决定的上限频率 由于共集电路本身的上限频率非常高，当负载电容CL较大时，由该电容直接决定的上限频率为 其中 而 这表明，由于共集电路输出电阻小， Rp小，因而由时常数RpCL决定的上限频率高。换句话说，从频率特性的角度看，共集电路带容性负载能力强。
通过以上分析可以得出如下结论： 共集放大器电压放大倍数虽然小于1，但频率特性要比共射电路好得多，且带容性负载能力强。 究其原因，是由于共集电路具有电压自动调节机制(即电压负反馈)。由图可知，若输入频率不断升高，当输出电压要减小时，会有如下的自动调整作用：
(2) 共基电路的高频响应 r - 共基放大器如图所示。下面分别考察晶体管结电容和负载电容对放大器高频响应的影响。 C C + b′ 将基区体电阻rbb′拉出后的高频等效通路如图示。 R E B1 C 3 1 B2 s U L 2 o + - CC ′ C b e ′ C b c b′ r bb ′ 由于rbb′很小，可忽略其影响，因而b′相当接地。
即共基输入回路的上限频率非常高，接近 fT 。 1. C b′e的影响 由图可知，C b′e相当直接接于输入端与地之间，不存在密勒倍增效应，且与C b′c无关。所以输入电容Ci= Cb′e，由于共基极的输入电阻re极小，因而Cb′e决定的上限频率为 ′ C b e ′ C b c b′ 即共基输入回路的上限频率非常高，接近 fT 。
可见，当负载电容较大时，共基放大器的上限频率主要由输出回路的上限频率决定。 2. C b′c及CL的影响 如图所示，Cb′c直接并接在输出端与地之间，也不存在密勒倍增效应，则输出端总电容为Cb′c +CL，而与其相并的总电阻Ro′=RC||RL。因此，输出回路决定的上限频率为 R o ′ ′ C b e ′ C b c b′ 可见，当负载电容较大时，共基放大器的上限频率主要由输出回路的上限频率决定。
通过以上对三种基本放大器的高频分析，可以得出如下结论： 1. 共射放大器本身的高频特性最差，且带容性负载的能力也差，但功率增益最大； 2.共集放大器本身的高频特性好，且带容性负载的能力强，但电压增益小于1； 3. 共基放大器本身的高频特性好，但带容性负载的能力差，且电流增益小于1。 共射放大器作为宽带放大器中的主放大器，可以通过与共集或共基放大器组合，来改善自身的高频特性。常用的组合有：
三种基本放大器高频特性小结
1). 共集-共射-共集组合电路 特点： 大大减小了源内阻过大对共射输入回路高频特性的影响。 提高了放大器带容性负载C L等的能力。
2).共射–共基组合电路 C b c ′ 提高了共射电路由输入回路决定的上限频率
组合电路差分宽带集成放大器电路(CA3040) 上限频率 共基差分对管 级联级 共集输出级 共射复合差分对管输入级 恒流源电路
[例1]求负载分别接②, ③由CL引入的上限频率fH=? 解:
[例2] 电路如图所示，已知β=100，rbe=3kΩ RL=2kΩ, CL=100pF。 确定由CL决定的截止频率。 解: 4k
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