運放使用時高頻增益的製約因素
發布時間:2022-09-28 責任編輯:lina
【導讀】結電容的存在使得基極電流ib被旁路。從而使得真正流過發射結的基極電流ib′減小。而隻有真正流過發射結的基極電流才會被放大。頻率越高,結電容的容抗就越小,則結電容的旁路作用就越顯著,晶體管的電流放大倍數β就越低,放大器的增益就越低。
今天我們來學習運放使用時高頻增益的製約因素!
一、 結電容與結電容的影響
在前麵幾篇我們知道,運放的兩個輸入端其實就是兩個三極管的基極,那麼肯定會存在結電容。這也是製約高頻增益的因素之一。
結電容的存在使得基極電流ib被旁路。從而使得真正流過發射結的基極電流ib′減小。而隻有真正流過發射結的基極電流才會被放大。頻率越高,結電容的容抗就越小,則結電容的旁路作用就越顯著,晶體管的電流放大倍數β就越低,放大器的增益就越低。
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二、密勒效應
運放輸入級是差分放大器。差分放大器在差動信號下的工作狀態與共射放大器是等效的。
圖中需要注意的是:基極電壓Ub是輸入電壓、集電極電壓Uc是輸出電壓。
故放大器的增益為:
還需要注意,共射放大器是反相放大器,故增益的表達式中存在一個負號。
圖中,流過集電結電容Cbc的電流iCbc為:
三、密勒電容
可以將電路改畫如下。


即跨接在放大器輸出端和反相輸入端的電容,可以等效為輸入端對地的電容,這個等效為輸入端對地的電容容量為原電容的(1-Av)倍——這種現象稱為“密勒效應”
總結

1.可以看到,放大器的電壓增益Av越高,則等效的密勒電容越大。——所以,集電結電容往往成為製約放大器高頻增益的主要因素。
2.等效到基極的密勒電容將與前級電路的輸出電阻構成一個RC低通網絡,從而限製了放大器的帶寬。
3.由於集電結電容的寄生性存在,且又由於密勒效應,故放大器的電壓增益與放大器帶寬的乘積成為一個常數。——增益越高,則帶寬越低,反之亦然。
4.當然,如果人為地在集電極與基極之間接入一個電容,將會人為降低該共射放大器的低通截止頻率,即人為降低共射放大器的帶寬。
5.所以,共射放大器和差動放大器都可以等效為一個理想的、帶寬無限寬的放大器和一個RC低通網絡的級聯。
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