放大电路的频率特性是指放大电路对不同频率信号的适应能力,即在输入信号幅值不变的条件下,改变输入信号频率,研究输出信号幅值与相位的变化关系。频率特性与带宽是放大电路的重要指标之一。
(1)简单 RC 电路频率特性是分析放大电路频率特性的基础;波特图是描述电路频率特性的一种坐标系,它有着覆盖频率范围宽、方便曲线绘制的特点。对于简单的 RC 低通和高通电路,可以根据电路的时间常数求出电路的上限和下限截止频率,进而画出电路的波特图,然后进行分析。
(2)放大电路的上限和下限截止频率,取决于电容所在回路的时间常数。电路的通频带等于上、下截止频率之差,即 BW = f_(H) - f_(L) 。
分析多级放大电路幅频特性和相频特性时,可以采用各级放大电路波特图的代数和求解。如果各级的上限(或下限)截止频率相近,可以根据公式求解总电路的上限(或下限)截止频率;如果各级的上限(或下限)截止频率相差较大(4倍以上),则可以近似认为各上限截止频率中最低的那个为整个电路的上限截止频率,各下限截止频率中最高的那个为整个电路的下限截止频率。
(3)研究放大电路的频率特性时,应采用放大管的高频等效模型。分析放大电路频率特性的基本方法是根据微变等效电路求解电压增益传输函数。密勒等效方法在处理电路输入、输出端之间跨接的阻抗元件时,可使分析过程简化,得出较清晰的物理结论。精确的定量计算可借助 EDA 分析工具完成。
放大电路中的耦合电容和旁路电容所在回路为高通电路,在低频段使放大增益的幅值下降,且产生超前相移;极间电容所在回路为低通电路,在高频段使放大增益的幅值下降,且产生滞后相移。
对于单管共射放大电路,其增益带宽积约为常数。管结电容 C_(b^(prime)c) 在输入回路中的密勒等效电容较大。为提高上限截止频率,应选择 r_(bb^(prime)) 小、 C_(b^(prime)c) 小、 f_(T) 高的晶体管;且信号源的内阻 Rₛ 应较小,使 Cᵢ 所在回路的等效电阻尽可能小。为降低下限截止频率,可以采用直接耦合
方式。
共基放大电路中的结电容不存在密勒效应,因而上限截止频率比共射电路高很多。
共集放大电路由于存在电压负反馈,上限截止频率比共射放大电路高。
(4)在给定场效应管内部的各电容分量后,场效应管放大电路频率特性的工程分析方法可类比双极型晶体管放大电路。