4.4 单管放大电路的频率响应

 

4.4 单管放大电路的频率响应

引言

在本节中，我们将探讨单管放大电路的频率响应。通过利用晶体管和场效应管的高频等效模型，可以有效地分析放大电路在不同频率下的表现。我们将以单管共射放大电路为例，详细分析其在低频、中频和高频段的表现及特性。

4.4.1 单管共射放大电路的频率响应

电路结构与等效模型

单管共射放大电路是一种常用的放大电路配置。图4.4.1(a)展示了该电路的基本结构，而图4.4.1(b)则是适应于频率从零到无穷大的交流等效电路。在这种配置中，电路包括耦合电容和结电容，这些电容对频率响应有显著影响。

频率响应的分段分析

对于放大电路的频率响应分析，通常将输入信号的频率范围分为三个频段：低频、中频和高频。

• 低频段：在低频段，重要的是考虑耦合电容的影响，因为其容抗在低频下较大，不能忽视。此时，结电容由于容抗很大，通常视为开路。

• 中频段：中频段通常视为电路分析的理想状态，此时极间电容因容抗很大而视为开路，耦合电容由于容抗很小而视为短路。在这一段，电路的分析相对简单，可以忽略这些电容的影响。

• 高频段：在高频段，极间电容的影响变得重要，需要在模型中考虑它们，而耦合电容仍然视为短路。

中频电压放大倍数的计算

在中频段，放大电路的等效电路如图4.4.2所示。由于耦合电容可以视为短路，而极间电容视为开路，因此可以采用简化的模型来计算放大倍数。输入电阻可以表示为 𝑅=𝑅in∥(𝑟𝑢𝑤+𝑟𝑦)R=Rin​∥(ruw​+ry​)。中频电压放大倍数 𝐴A 可以用以下公式计算： 𝐴≈−𝑅𝑐𝑅in∥𝑅1A≈−Rin​∥R1​Rc​​ 其中，𝑅𝑐Rc​ 是负载电阻，𝑅inRin​ 和 𝑅1R1​ 分别是输入电阻和耦合电阻。

总结

通过上述分析，我们可以明白不同频段对放大电路性能的影响。这种理解对于设计高效的放大电路至关重要，特别是在处理各种信号的传输和放大时。每个频段的分析都有助于优化电路设计，以应对不同的应用需求。通过这种分段方法，设计者可以更精确地预测和调整电路的性能，以满足特定的技术要求。

 

 

4.4.2 单管共射放大电路的低频电压放大倍数

低频等效电路分析

在低频应用中，电路的响应受耦合电容 𝐶C 的显著影响。由于耦合电容在低频下的容抗较大，它不能被视为短路，从而在分析时需要特别注意。

低频等效电路

图4.4.3(a)展示了单管共射放大电路的低频等效模型，其中耦合电容 𝐶C 与负载电阻 𝑅𝐿RL​ 一起构成了一个高通滤波电路，这对低频信号的传递和放大有着重要影响。

输出回路的等效变换