放大电路的阶跃响应分析以阶跃电压作为放大电路的基本信号,图1表示一个阶跃电压,它表示为
放大电路的阶跃响应主要由上升时间tr和平顶降落来表示。阶跃响应分析其目的是求出这两个参数,并可将它与稳态分析中参数相联系。
分析单级共射放大电路的阶跃响应时,可采用小信号等效电路,将阶跃电压可分为上升阶段和平顶阶段并按其特点对电路进行简化。
阶跃电压中上升较快的部分,与稳态分析中的高频区相对应,可用RC低通电路来模拟,如图 2(a)所示。由图可知
式中VS是阶跃信号平顶部分电压值。 与时间的关系如图2(b)所示。
上式表示在上升阶段时输出电压vO随时间变化的关系。输入电压vS在t=0时是突然上升到最终值的,而输出电压是按指数规律上升的,需要经过一定时间,才能到达最终值,这种现象称为前沿失真。一般用输出电压从最终值的10%上升至90%所需的时间tr来表示前沿失真,tr称为上升时间。
由图2(b)经推导可得
已知 可得
或
可见,上升时间tr与上限频率fH成反比,fH越高,则上升时间愈短,前沿失真越小。