放大器的增益.ppt

1、 9-8 米勒效應電容,1,對低頻響應有影響的“大C”短路(高頻時)。 對高頻響應有影響的“C” 主動裝置各端間所感應的”C” 網路連線間的“C效應” 對反相放大器(Vo與Vi差180Avf才會發生,25,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-10 FET放大器的高頻響應,例題 9.12 決定圖 9.56 電路的

2、高截止頻率，利用 例題 9.10 的參數CG=0.01F， CC=0.5F， CS=2F Rsig=10K ， RG=1M ， RD=4.7K ，RS=1K，RL=2.2K IIDSS=8mA， VP=4V ， rd= ，VDD=20V,【圖 9.56】 影響高頻響應的 JFET 放大器電容元件。,外加Cgd=2pF， Cgs=4pFCds=0.5pF，Cwi=5pF，Cwo=6pF,26,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boyle

3、stad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-10 FET放大器的高頻響應,解：,27,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-10 FET放大器的高頻響應,由上面的結果可以清楚地看出輸入電容及米勒效應電容是決定高截止頻率的主要因素。這也是通常

4、在輸出電路中，由於較小的電容Cds及電阻值所造成的結果。,28,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-11 多級頻率效應,如果第一級放大器的輸出端接上另外一級放大器的話，則整體的頻率響應會有很大的改變。在高頻輸出電容 Co 會包括下一級的接線電容 CW1、寄生電容 Cbe、及密勒電容 CMi。並且由於第二級對於低

5、頻截止頻率的影響，此頻域中的系統增益將會進一步減低。隨著級數的增加，具有最低高截止頻率的一級將會決定系統的高截止頻率。而系統的低截止頻率則由具有最高低截止頻率的一級來決定。所以，很明顯地，有一級設計得比較差將會影響其他設計較好的串接系統。,29,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-11 多級頻率效應,30,Co

6、pyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-11 多級頻率效應,增加相同的放大級所產生的影響，可以用圖 9.61 來說明。每一串接級的高低截止頻率都相同。每一單級的截止頻率如圖分別為 f1 及 f2。當兩個相同的放大級串接之後，在高及低頻域中衰減的速度已增加至 12 dB/二倍或 40 dB/十倍。所以在 f1 及 f2，

7、衰減的分貝數是 6 dB 而非在定義頻寬增益的 3dB。3 dB 點由於頻寬的縮減移致 f1 及 f2。當串接增至三級時衰減斜率變為 18 dB/二倍或 60 dB/十倍。,31,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-11 多級頻率效應,假設各級相同，頻帯與級數（n）的函數關係，推導如下：於低頻域中,由於每一級都

8、相同，Av1lowAv2low等等。所以,或,將此結果設定為 1/(2)1/2（3 dB 位準）可得,32,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-11 多級頻率效應,或,所以,高頻,33,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, Ne

9、w Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-11 多級頻率效應,則,相似的步驟在高頻域中可得，,（低頻）,（高頻）,相同的因子 出現在每一式中，此因子的大小隨 n 變化如下。,34,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic

10、Devices and Circuit Theory, 9-11 多級頻率效應,對於 RC耦合電晶體放大器，如果 f2f 或兩者很靠近足以影響上 3 dB 頻率，則決定 f2 時級數必須加倍，這是由於因式 1/（1jf/fx）數量增加之故。 如果中頻增益並不隨著級數而變的話，則級數增加並不一定會使頻寬降低。例如，如果單級放大器產生的增益是 100 且頻寬是 10000 Hz，則所得的增益頻寬積是 102104106。若是一個兩級的系統，則相同的增益可由每一級增益為 10 得到（由於 1010100）。每一級的頻寬，由於所需的增益僅為十分之一，在增益頻寬積為定值的前提下，每一單級的頻寬可以增加

11、10 倍，也就是 100000 Hz。當然，設計本身必須能容許較大的頻寬並維持較小的增益。,35,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-12 方波測試,36,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458A

12、ll rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-12 方波測試,【圖 9.62】 方波,方波的傅立葉級數展開式如下：, 頻率為基本項的奇數倍而大小隨著更 高的諧波而降低。 產生方波需要無限多項。,37,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices

13、 and Circuit Theory, 9-12 方波測試,38,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-12 方波測試,由於第九諧波的大小還大於基本項的百分之十 【1/9（100）11.1】，所以方波的傅立葉展開最主要的是由基本項至第九諧波。若某一頻率的方波經放大之後得到一個相當漂亮的方波輸出，則可以合理的假設

14、，所加頻率直到第九諧波被完整的放大而看不出有所失真。例如，如果要測一音響的頻寬是否為 20 kHz（可聽範圍從 20 Hz 至 20kHz），則輸入訊號頻率至少要 20 kHz/92.22kHz。 如果放大器對於輸入方波的響應與輸入信號相同而不失真，則此放大器的頻率響應（或頻寬）對此輸入頻率是足夠的。,39,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and C

15、ircuit Theory, 9-12 方波測試,40,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-12 方波測試, 高截止頻率（或頻寬）：, 低截止頻率：,上升時間的定義是波形由峰值的 10 上升至峰值的 90 所需的時間，如圖 9.65。,藉由測量圖 9.65 輸出波形的傾斜度並代入下式而得,41,Copyrigh

16、t 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-12 方波測試,42,Copyright 2006 by Pearson Education, Inc.Upper Saddle River, New Jersey 07458All rights reserved.,Boylestad and NashelskyElectronic Devices and Circuit Theory, 9-12 方波測試,解：,