影響放大器頻率特性的三個(gè)因素

任何放大器都不能包打天下，由于三極管自身的頻率特性和放大器中電容等元器件的參數(shù)決定了放大器對(duì)頻率的“敏感性”，這一期主要討論在放大器中是什么元器件影響了整體的頻率特性。

關(guān)鍵詞：頻率特性;

01耦合電容的影響

電容容抗計(jì)算公式為：

由式(1.1)可知，容抗與頻率成反比：經(jīng)過(guò)電容的信號(hào)的頻率越低，電容對(duì)其阻礙作用就越大，反之亦然。 所以如圖1-1所示的放大器對(duì)低頻信號(hào)放大時(shí)的增益較高頻時(shí)要小，原因就是低頻信號(hào)在輸入、輸出耦合電容C1和C3上衰減的比較厲害。 除此之外，電容C1和C3還會(huì)改變信號(hào)的相位。 關(guān)于耦合電容對(duì)信號(hào)的影響可通過(guò)仿真來(lái)觀察。

圖1-1 共基極放大器

02旁路電容的影響

除了耦合電容之外，旁路電容也會(huì)給低頻信號(hào)的放大“搗亂”。 如圖2-1所示的共射極放大器中，旁路電容C2在交流等效電路中視為短路，于是三極管的e極與地相連接，但是如圖信號(hào)的頻率很低，這種假設(shè)將不再成立，這是因?yàn)樾盘?hào)頻率很低，旁路電容C2的容抗不可被忽略而與電阻RE組成一個(gè)并聯(lián)電阻，且并聯(lián)總電阻Ze=RE|| Xc，由于三極管e極上電阻變大，如圖2-2所示，放大器的增益就會(huì)下降，此時(shí)的增益變?yōu)椋?/p>

圖2-1 放大器中的耦合電容

圖2-2 低頻信號(hào)輸入放大器，旁路電容對(duì)放大器增益的影響

由式(1.1)可知，所以旁路電容的容量越大，容抗就越小，則放大器增益受影響也就越小。 這就是為什么在低頻放大器中耦合電容和旁路電容的容量都比較大的原因。

03三極管結(jié)電容的影響

無(wú)論是耦合電容還是旁路電容都影響了放大器的低頻特性，不過(guò)到了高頻時(shí)它們就“安靜”多了，可以視為短路，但是如果頻率過(guò)高，三極管的結(jié)電容又會(huì)“跳出來(lái)”影響放大器的增益和相移。

如圖3-1所示，當(dāng)頻率過(guò)高時(shí)，三極管內(nèi)部的b-c極和b-e極間就會(huì)出現(xiàn)結(jié)電容Cbe和Cbc，部分高頻信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)結(jié)電容而在b-c極和b-e極間傳導(dǎo)，從而影響放大器的特性。

圖3-1 三極管結(jié)電容

結(jié)電容Cbe在三極管技術(shù)文檔中常被稱為輸出電容(outputcapacitance)，常用Cob或者Cobo等來(lái)表示。 同樣，結(jié)電容Cbe在技術(shù)文檔中常被稱為輸入電容(inputcapacitance)，常用Cib或者Cibo等表示。

在頻率較低時(shí)，結(jié)電容的容抗非常大，可以視為斷路而不去考慮其對(duì)放大器特性的影響。 隨著頻率的增大，結(jié)電容容抗就開始變小，在某個(gè)頻率點(diǎn)上，結(jié)電容Cbe和Cbc就像分壓器一樣“附著”在三極管上，影響放大器的增益。