影響放大器頻率的因素詳解

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決定了放大器對頻率的“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。

關鍵詞：頻率特性;

01耦合電容的影響

電容容抗計算公式為：

由式(1.1)可知，容抗與頻率成反比：經過電容的信號的頻率越低，電容對其阻礙作用就越大，反之亦然。 所以如圖1-1所示的放大器對低頻信號放大時的增益較高頻時要小，原因就是低頻信號在輸入、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還會改變信號的相位。 關于耦合電容對信號的影響可通過仿真來觀察。

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，旁路電容也會給低頻信號的放大“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，但是如圖信號的頻率很低，這種假設將不再成立，這是因為信號頻率很低，旁路電容C2的容抗不可被忽略而與電阻RE組成一個并聯電阻，且并聯總電阻Ze=RE|| Xc，由于三極管e極上電阻變大，如圖2-2所示，放大器的增益就會下降，此時的增益變為：

圖2-1 放大器中的耦合電容

圖2-2 低頻信號輸入放大器，旁路電容對放大器增益的影響

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。

03三極管結電容的影響

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

如圖3-1所示，當頻率過高時，三極管內部的b-c極和b-e極間就會出現結電容Cbe和Cbc，部分高頻信號會經過結電容而在b-c極和b-e極間傳導，從而影響放大器的特性。

圖3-1 三極管結電容

結電容Cbe在三極管技術文檔中常被稱為輸出電容(outputcapacitance)，常用Cob或者Cobo等來表示。 同樣，結電容Cbe在技術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，結電容的容抗非常大，可以視為斷路而不去考慮其對放大器特性的影響。 隨著頻率的增大，結電容容抗就開始變小，在某個頻率點上，結電容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。

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