一、控制帶寬

理想情況下，任何放大器都應(yīng)具有適合其要放大的頻率范圍的帶寬，帶寬太窄會導(dǎo)致某些信號頻率丟失，帶寬太寬會引入不需要的信號，在這種情況下例如音頻放大器，這些將包括低頻嗡嗡聲和可能的機械噪音，以及高頻，可聽到的嘶嘶聲。

二、普通發(fā)射極放大器中的交流組件

圖 1

圖 1 中所示的 A 類共發(fā)射極放大器電路具有(放大器增益和dB)中討論的直流偏置組件和添加的交流組件(電容器 C1 至 C4)，這些組件對于使用交流信號以及實現(xiàn)對增益的控制是必需的和帶寬。

信號從輸入傳輸?shù)捷敵鰰r，必須通過輸入和輸出耦合電容器 C1 和 C2。這些電容器的主要功能是為前后電路中的電壓提供直流隔離。然而，由于電容器的作用與頻率相關(guān)，因此它們也會對放大器的帶寬產(chǎn)生影響。

C1 與 R1、R2 和晶體管的輸入電阻一起構(gòu)成高通濾波器，而 C1 通常具有相當大的電容值，使濾波器的轉(zhuǎn)角頻率非常低。然而，在低于該點的頻率下，放大器增益將降低。

C2 將以類似的方式作用于任何后續(xù)電路的輸入阻抗，也會導(dǎo)致低頻增益下降。

三、發(fā)射極去耦

連接在發(fā)射極穩(wěn)定電阻器 R 4兩端的發(fā)射極去耦電容器 C3 旨在防止任何交流信號出現(xiàn)在發(fā)射極上，否則它會作為負反饋，嚴重降低放大器的增益。C3 的相對較大的值幾乎完全消除了發(fā)射器的任何交流電，但它在最低頻率時會有一些電抗，因此允許一些非常低頻的信號出現(xiàn)在發(fā)射器上，(假設(shè)這些頻率沒有被消除) C1 和 C2 的作用，如上所述)，雖然 C3 有助于在大部分帶寬上獲得更高的增益，但在極低頻率下的增益可能不會得到改善。

因此，選擇 C 1、C 2和 C 3的值以在帶寬的低頻端提供所需的增益衰減。

四、高頻效應(yīng)

在高頻下，由于電路布線和元件內(nèi)存在少量感抗(隨頻率增加)，放大器增益往往會在一定程度上降低，但主要是雜散電容。這些不一定是可識別的電容器組件，但可能是電路布線和組件本身內(nèi)不可避免的電容效應(yīng)。

圖 2

CMOS 和雙極晶體管都在其結(jié)點處具有電容。如圖 2 所示， 由于基極兩側(cè)的(絕緣)耗盡層，雙極晶體管的基極 - 集電極和基極 - 發(fā)射極結(jié)實際上形成非常小的電容器。在非常高的頻率下，通常在數(shù)百 MHz，這些微小的“電容器”將通過在集電極和基極之間饋送反相信號以及在基極 - 發(fā)射極結(jié)之間饋送同相信號來形成負反饋路徑。

因此，每個晶體管對其高頻電流增益都有一個限制，這通常在晶體管數(shù)據(jù)表中列為截止頻率 f T。這是小信號電流增益 h fe降至 1 時的頻率。當增益在達到 f T之前開始以每倍頻程 6 dB(頻率加倍)下降時，晶體管需要在相當?shù)偷念l率下工作比 f T。由于晶體管中頻率和增益之間的關(guān)系，f T通常也被列為“增益帶寬積”。

緊密排列的布線和元件之間的雜散電容也會降低高頻增益，并引起其他問題，例如不穩(wěn)定和振蕩，因此放大器的實際操作上限受多種原因的影響。然而，在許多實際的放大器電路中，這些極高的頻率限制是不會被接近的;設(shè)計一個在高于所需最高信號頻率的頻率下具有可觀增益的放大器是沒有意義的。這樣做意味著在該區(qū)域放大器將主要放大高頻噪聲(例如音頻放大器中的嘶嘶聲。

五、音頻諧波

但是限制高頻在20kHz左右(人的聽覺理論極限)是假設(shè)要放大的信號是純正弦波;在實踐中，需要在足夠?qū)挼膸拋硖幚硭行枰男盘柡妥銐虻偷母哳l限制以限制不需要的噪聲之間進行權(quán)衡。

大多數(shù)音頻信號都是復(fù)雜的波形，具有許多不同且不斷變化的形狀。音頻信號是復(fù)雜的交流波，其基頻范圍為 20Hz 至 20kHz，但也包含許多更高頻率的諧波。為了保持信號的原始形狀(即不引入失真)，重要的是至少要保留這些諧波中的一些。因此，不建議在任意 20kHz 處急劇切斷高頻，而是允許對明顯聽不見的諧波頻率進行一定程度的放大，這將導(dǎo)致可聽波的形狀復(fù)雜，尤其是在這些信號包含突然變化(快速瞬態(tài))，需要高頻成分的存在來維持其波形。

圖 3

有幾種方法可以確保高頻截止發(fā)生在適當?shù)念l率，從而降低噪聲和不穩(wěn)定性，同時保留音頻放大器中的重要諧波。在多級放大器中，一種這樣的方法是在其中一個放大器級中使用低通濾波器。例如，在圖1中，C4 與 R3 一起有效地充當?shù)屯V波器(請記住，就交流信號而言，連接到正電源 (+Vcc) 的 R3 的頂端是與地面相同的點)防止不需要的高頻放大。其作用是限制高頻增益，如圖3所示。

六、調(diào)諧射頻放大器

圖 4

在設(shè)計用于放大射頻 (RF) 信號的電路中，負載電阻由LC 并聯(lián)諧振電路(圖 4)或某種形式的陶瓷或晶體濾波器代替。這些濾波器的設(shè)計或 L 和 C 的值使得負載電路產(chǎn)生共振，并在放大頻帶的中心有效地變成高電阻。這可以給出一個頻率響應(yīng)曲線，該曲線在稱為通帶的窄帶頻率上尖銳地達到峰值，高于和低于該頻帶的頻率被拒絕。

圖 5

在現(xiàn)代設(shè)計中，陶瓷濾波器和表面聲波(SAW) 濾波器的使用允許設(shè)計具有相當復(fù)雜的頻率響應(yīng)曲線(圖 5)，而無需(與 LC 電路一樣)需要手動調(diào)整。它們通常用于手機等系統(tǒng)，也用于模擬電視接收器，其中不同頻率的聲音和視覺信號在同一放大器中被放大不同的量。放大器響應(yīng)還設(shè)計為在特定頻率下具有低增益，以抑制相鄰信道上其他傳輸?shù)男盘枴?/p>