【硬件-笔试面试题】硬件/电子工程师，笔试面试题-38，（知识点：晶体管放大电路频率特性，下限截止频率）
目录
1、题目
2、解答
步骤一：明确下限频率的计算公式
步骤二：分析影响下限频率的因素
步骤三：结合题目分析
3、相关知识点
一、频率特性的概念
二、下限频率和上限频率
三、下限频率的计算公式及影响因素
四、提高放大电路低频特性的方法
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【硬件-笔试面试题】硬件/电子工程师，笔试面试题-38，（知识点：晶体管放大电路频率特性，下限截止频率）
1、题目
2、解答
本题可根据晶体管放大电路下限频率的计算公式，分析影响下限频率的因素。
步骤一：明确下限频率的计算公式
晶体管放大电路的下限频率fL主要由输入回路的耦合电容C和输入电阻Ri、信号源内阻Rs决定，其计算公式为fL=2π(Rs+Ri)C1。
步骤二：分析影响下限频率的因素
从公式fL=2π(Rs+Ri)C1可以看出，下限频率fL与(Rs+Ri)和C有关：
- 当(Rs+Ri)增大时，fL降低；
- 当C增大时，fL降低。
步骤三：结合题目分析
题目中要求使下限频率fL降低，根据上述分析，可以通过增大耦合电容C或者增大输入电阻Ri（因为Rs为常数）来实现。
综上，为使下限频率f降低，应增大耦合电容C或增大输入电阻Ri。
3、相关知识点
本题主要考查晶体管放大电路的频率特性，涉及到下限频率的概念、计算公式以及影响因素等相关知识。以下是详细的知识点讲解：
一、频率特性的概念
晶体管放大电路的频率特性是指放大电路的增益（或放大倍数）随频率变化的特性。
由于电路中存在耦合电容、旁路电容、晶体管的极间电容等电抗元件，放大电路对不同频率的信号具有不同的放大能力。频率特性包括幅频特性和相频特性，幅频特性表示增益的幅值随频率变化的关系，相频特性表示增益的相位随频率变化的关系。
二、下限频率和上限频率
- 下限频率\(f_L\)：当信号频率降低时，耦合电容和旁路电容的容抗增大，导致放大电路的增益下降。通常将增益下降到中频段增益的\(\frac{1}{\sqrt{2}}\)（约\(0.707\)倍）时的频率称为下限频率，用\(f_L\)表示。
- 上限频率\(f_H\)：当信号频率升高时，晶体管的极间电容和分布电容的容抗减小，导致放大电路的增益下降。通常将增益下降到中频段增益的\(\frac{1}{\sqrt{2}}\)（约\(0.707\)倍）时的频率称为上限频率，用\(f_H\)表示。
- 通频带BW：通频带是指放大电路的增益下降到中频段增益的\(\frac{1}{\sqrt{2}}\)时的频率范围，即\(BW = f_H - f_L\)。通频带越宽，放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
三、下限频率的计算公式及影响因素
- 计算公式：晶体管放大电路的下限频率\(f_L\)主要由输入回路的耦合电容C和输入电阻\(R_i\)、信号源内阻\(R_s\)决定，其计算公式为\(f_L=\frac{1}{2\pi(R_s + R_i)C}\)。
- 影响因素：
- 耦合电容C：耦合电容C越大，容抗越小，对低频信号的阻碍作用越小，下限频率\(f_L\)越低。
- 输入电阻\(R_i\)：输入电阻\(R_i\)越大，\((R_s + R_i)\)越大，下限频率\(f_L\)越低。
- 信号源内阻\(R_s\)：信号源内阻\(R_s\)越大，\((R_s + R_i)\)越大，下限频率\(f_L\)越低。
四、提高放大电路低频特性的方法
为了降低下限频率\(f_L\)，提高放大电路对低频信号的放大能力，可以采取以下措施：
- 增大耦合电容C：增大耦合电容的容量，减小其对低频信号的容抗，使更多的低频信号能够通过耦合电容传输到放大电路的输入端。
- 提高输入电阻\(R_i\)：通过改变放大电路的结构（如采用射极输出器等），提高放大电路的输入电阻，减小\((R_s + R_i)\)的值，从而降低下限频率\(f_L\)。
- 减小信号源内阻\(R_s\)：在实际应用中，信号源内阻\(R_s\)通常是固定的，难以改变。但在设计放大电路时，可以考虑选择内阻较小的信号源。
通过对这些知识点的理解和应用，可以准确分析晶体管放大电路的频率特性，解决类似的电路分析和设计问题。
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