放大器的頻率響應(yīng)-wenkub
2023-05-31 05:10:15 本頁(yè)面
【正文】 η＝gmb1/gm1。根據(jù)求輸入電阻的方法，假設(shè)在圖（）中的V1點(diǎn)加上電壓V，且令Cgd1上的電流為I，則根據(jù)基爾霍夫定理可得： ?。ǎ┮虼耍骸 。ǎ┧栽撾娐返妮斎胱杩箲?yīng)為： ?。ǎ┤簦迹?，且時(shí)，則式（）與式（）完全相同，表明輸入阻抗主要是容性的。比較輸出極點(diǎn)與式（）中的極點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)若式（）中CGS (1+gm RD)CGD+RD(CGD +CDB)/RS，則： ?。ǎ┡c輸出極點(diǎn)完全相同，即只有當(dāng)CGS是頻率特性中的主要分量時(shí)，用密勒電容等效的方法求輸出極點(diǎn)才是有效的?！」苍醇?jí)的密勒等效電路根據(jù)KCL定理，： （） ?。ǎ┌咽剑ǎ┐胧剑ǎ┲?，可以很簡(jiǎn)單地推導(dǎo)出其傳輸函數(shù)為： ?。ǎ┯墒剑ǎ┛梢钥闯鲈撾娐反嬖谝粋€(gè)零點(diǎn)與兩個(gè)極點(diǎn)，其零點(diǎn)是分子為零時(shí)的s的值，其值為sz＝gm1/Cgd1。其零點(diǎn)為式()中分子為零時(shí)的s的值，所以令Cgd1s－gm1=0得sz=gm1/Cgd1，并且該零點(diǎn)在s平面的右半平面，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。因此可以認(rèn)為電路的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供給傳輸函數(shù)的一個(gè)極點(diǎn)。 研究方法對(duì)頻率特性的研究一般是基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸函數(shù)的零極點(diǎn)的研究，由信號(hào)與系統(tǒng)的理論可知傳輸函數(shù)的零點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，而傳輸函數(shù)的極點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的就是系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折頻率，因此重點(diǎn)通過(guò)等效電路推導(dǎo)出電路的傳輸函數(shù)，進(jìn)而求出零、極點(diǎn)以確定電路的頻率特性。頻率失真反映在兩個(gè)方面：幅度失真（信號(hào)的幅度產(chǎn)生的失真）與相位失真（不同頻率產(chǎn)生了不同的相移，引起輸出波形的失真）。當(dāng)頻率高于該頻率時(shí)，放大器的電壓增益將會(huì)下降。頻率特性是指放大器對(duì)不同頻率的正弦信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性。放大器的頻率響應(yīng) 單級(jí)放大器的分析中只考慮了低頻特性，而忽略了器件的分布電容的影響，但在大多數(shù)模擬電路中工作速度與其它參量如增益、功耗、噪聲等之間要進(jìn)行折衷，因此對(duì)每一種電路的頻率響應(yīng)的理解是非常必要的。 基本概念頻率特性和通頻帶放大器的頻率特性定義為電路的電壓增益與頻率間的關(guān)系： （）式中AV(f)反映的是電壓增益的模與頻率之間的關(guān)系，稱之為幅頻特性；而則為放大器輸出電壓與輸入電壓間的相位差與頻率的關(guān)系，稱為相頻特性。上限頻率：當(dāng)頻率增大使電壓增益下降到低頻區(qū)電壓增益的1/時(shí)的頻率。由于線性電抗元件引起的頻率失真又稱為線性失真。 ，A1與A2是理想電壓放大器，R1與R2為每一級(jí)的輸出電阻模型，Ci與CN代表每一級(jí)輸入電容，CL代表負(fù)載電容。上面的描述一般情況下是無(wú)效的，極點(diǎn)的位置很難計(jì)算，因?yàn)镽3與C3在X與Y相互交接，然而在一個(gè)極點(diǎn)的許多電路中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)直觀的方法估算傳輸函數(shù)：把總的等效電容與總的累加的電阻相乘(有效的節(jié)點(diǎn)到地)，因此得到等效時(shí)間常數(shù)和一個(gè)極點(diǎn)頻率。式()顯示其分母很復(fù)雜，為了求出它的極點(diǎn)，先進(jìn)行一些假設(shè)：假設(shè)式（）中存在兩個(gè)極點(diǎn)分別為ωP1與ωP2，則其分母可表示成（s＋ωP1）（s＋ωP2），根據(jù)極點(diǎn)定義，分母為0時(shí)的s的值即為其極點(diǎn)，因此有： （）為了獲得與式（）相同的分母形式，式（）除以ωP1ωP2就可得到： （）假設(shè)兩極點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，即|ωP1||ωP2|，則從式（）可以看出：此時(shí)s的系數(shù)近似等于1/ωP1，比較式()與式（）可得到： （）由式()與式（）（a）所示的共源級(jí)電路的第二階極點(diǎn)，由于s2的系數(shù)等于1/(ωP1ωP2)，則有： ?。ǎ└鶕?jù)以上兩個(gè)極點(diǎn)與一個(gè)零點(diǎn)就可以畫(huà)出共源極的波特示意圖。令式（）中的分母為0，可求得兩極點(diǎn)分別為： （） ()式（）中的極點(diǎn)稱為輸入極點(diǎn)，而式（）中的極點(diǎn)則為輸出極點(diǎn)。 由式（）與（）還可看出：當(dāng)Cgd1與C的值都較小時(shí)，輸入極點(diǎn)為主極點(diǎn)；而當(dāng)C很大時(shí)，則輸出極點(diǎn)為其主極點(diǎn)，并將G的值代入式（），則在該條件下系統(tǒng)的主極點(diǎn)簡(jiǎn)化為（gm2+gmb2）/C。然而在更高頻率下，式()包含了實(shí)部與虛部，即輸入阻抗中有阻性也有容性存在。對(duì)式（）進(jìn)行分析，可看出該電路有一個(gè)在左半平面的零點(diǎn)：
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