LM5005MHX對于實際頻率,s=jω=j2tf,并令

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

則式(4,7,6)變為            

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

式中fl為低頻電壓傳輸系數,其幅頻響應和相頻響應的表達式分別為

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

qL=arctan(fl/f)                           (4.7.10)

式中fl是高通電路的下限截止頻率(或稱下限轉折頻率)。對照式(4.7.6)和式

(4.7.7)也可知,人(ωL)是An(s)的極點頻率。

仿照RC低通電路波特圖的繪制方法,由式(4.7.9)和式(4.7.10)可畫出Rc高通電路的波特圖,如圖4.7.5所示。

RC高通電路的波特圖,(a)幅頻響應 (b)相頻響應,雙極結型三極管及放大電路基礎.

由波特圖可知,當輸人信號的頻率r>fl時,RC高通電路的電壓傳輸系數的幅值|Avl|最大,且不隨信號頻率變化而變化,也不產生相移。r=此時,|avL|下降3dB,且產生+45°相移(這里的正號表示輸出電壓超前于輸人電壓)。f<fl后,隨著r的下降,|avL|按一定規律衰減,且相移增大,最終趨于+90°。

通過對RC低通和高通電路頻率響應的分析,可以得到下列具有普遍意義的結論:

電路的截止頻率決定于相關電容所在回路的時間常數t=RC①,見式(4.7,2)和式(4,7.7)。

當輸入信號的頻率等于上限頻率九或下限頻率人時,放大電路的增益比通帶增益下降3dB,或下降為通帶增益的0.707倍,且在通帶相移的基礎上產生―45°或+45°的相移。

工程上常用折線化的近似波特圖表示放大電路的頻率響應。

BJT的高頻小信號模型及頻率參數,研究放大電路的高頻性能,無論對模擬集成電路或分立元件電路都是必需的,而影響高頻性能的主要原因之一是BJT的極間電容。下面討論BJT的高頻小信號模型,并利用這一模型分析BJT的頻率特性和頻率參數。

BJT的高頻小信號模型,在4,3.2節中根據BJT的特性方程,導出了它在放大區的H參數低頻小信號模型,但在高頻小信號條件下,必須考慮BJT的發射結電容和集電結電容的影響,由此可得到BJT的高頻小信號模型,如圖4.7.6所示。現就此模型中的各元件參數作簡要說明。

基區體電阻rbb,圖中b′是為分析方便而虛擬的基區內的等效基極,rbb表示基區體電阻。不同類型的BJT,rbb的值相差很大,器件手冊中常給出rbb的值約在幾十至幾百歐之間。

電阻Fb`e和電容Cb`e rb e是發射結正偏電阻re折算到基極回路的等效電

阻,即rⅡ=(1+`)rc=(1+`)亡。Cbe是發射結電容,對于小功率管,Cbe約在

幾十至幾百皮法范圍。

集電結電阻rb`c和電容Cbc 在放大區內集電結處于反向偏置,因此rb`c的這里的R和C分別是相關回路中的等效電阻和等效電容。

放大電路的頻率響應值很大,一般在100 kΩ~10 MΩ范圍,Cbc約在2~10 pF范圍內。

受控電流源gm yb`e 由圖4.7.6a可見,由于結電容的影響,BJT中受控電流源不再完全受控于基極電流rb,因而不能再用`rb表示,改用gm yb`e表示,即受控電流源受控于發射結上所加的電壓yb`e,這里的gm稱為互導或跨導,

它表明發射結電壓對受控電流的控制能力,定義為

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

gm的量綱為電導,對于高頻小功率管.其值約為幾十毫西。

由上述各元件的參數可知,rb c的數值很大,在高頻時遠大于1/ωCb`c,與Cbc并聯可視為開路;另外,rce與負載電阻RL相比,一般有rcc>》RL,因此rcc也可忽略,這樣便可得到圖4,7.6b所示的簡化模型。由于其形狀像字母t,各元件參數具有不同的量綱,故又稱之為混合Ⅱ形高頻小信號模型。

BJT高頻小信號模型中元件參數值的獲得,由于BJT高頻小信號模型中電阻等元件的參數值在很寬的頻率范圍內(f<ft/3,ft是BJT的特征頻率,稍后再作介紹)與頻率無關,而且在低頻情況下,電容Cb`e和Cl)c可視為開路,于是圖4.7.6b所示的簡化模型可變為圖4.7.7a的形式,它與圖4.7,7b所示的H參數低頻小信號模型一樣,所以可以由H參數低頻小信號模型獲得混合∏形小信號模型中的一些參數值。

BJT的高頻小信號模型(a)實際模型 (b)簡化模型.