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1、第3章 高频小信号放大器,3.1 概述,3.2 晶体管高频小信号等效电路与参数,3.3 单调谐回路谐振放大器,3.4 多级单调谐回路谐振放大器,3.1 概述,高频小信号放大器的质量指标：,1. 增益,增益尽可能大,电压增益,功率增益,2. 通频带,由于高频放大器的输入信号一般都为已调信号，有用信号的频率分量对称地或不对称地分布于中心频率的两侧，因此放大器必须具有一定宽度的通频带，以便让信号中的各频率分量得到均匀的放大。,3. 选择性,放大器从各种信号中选择出有用信号，排除干扰信号的能力。,1）矩形系数,具有理想选择性的放大器，其幅频特性曲线应呈矩形。但实际的曲线形状往往偏离矩形，为了衡量实际选
2、择性接近理想矩形的程度，通常引入参数矩形系数K0.1,理想值为1,2）抑制比,4. 稳定性,电路稳定是放大器正常工作的首要条件。不稳定的高频放大器，当电路参数随温度等因素发生变化时，会出现明显的增益变化、中心频率偏移和频率特性曲线畸变，甚至发生自激振荡。由于高频工作时，晶体管内反馈和寄生反馈较强，因此高频放大器很容易自激。因此，必须采取多种措施来保证电路的稳定，如合理地设计电路、限制每级的增益和采取必要的工艺措施等。,5. 噪声系数,为了提高接收机的灵敏度，必须设法降低放大器的噪声系数。高频放大器由多级组成，降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。因此，在设计前级放大器时，要求采用低噪声
3、器件，合理地设置工作电流等，使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数最小。,3.2 晶体管高频小信号等效电路与参数,3.2.1 形式等效电路,输出短路时的输出导纳,输入短路时的反向传输导纳,输出短路时的证向传输导纳,输入短路时的输出导纳,晶体管Y参数等效电路,3.2.2 混合等效电路,rbb -基区电阻,rbe-发射结电阻,Cbe -发射结电容,rbc -集电结电阻,Cbc -集电结电容,gm -互导,3.2.3 混合等效电路参数与形式等效电路y参数的转换,当 ， ，,可以将四个y参数表示为,3.2.4 晶体管的高频参数,1）截止频率f,f 下降到低频值0的 时工作频率。,f,fT,1,fT 下
4、降到1时的工作频率,2）特征频率fT,当 f fT 时,则,当 01时，,当 f f 时，,3）最高振荡频率fmax,fmax 功率增益Ap=1时的工作频率,fmax 表示一个晶体管所能适用的最高极限频率。在此频率工作时，晶体管已经得不到功率放大。当ffmax时，无论用什么方法都不能使晶体管产生振荡。,3.3 单调谐回路谐振放大器,直流通路,交流通路,放大电路的Y参数等效电路,3.3.1 电压增益,1. 放大电路的输入导纳Yi,其中,由输出回路有,得到,忽略yre的影响，则Yiyie,2. 放大电路的输出导纳Yo,由（1）式得到,代人（2）式得到,忽略yre的影响，则Yoyoe,3. 放大电路
5、的电压增益,根据接入系数的定义有,得到,3. 放大电路的电压增益,根据接入系数的定义有,得到,电路的负载导纳YL是下级电路的输入导纳，忽略yre的影响，则YLyie2,电路等效为,g0为回路的损耗,其中,谐振时的电压增益,放大电路的谐振频率,谐振回路的有载品质因数,3.3.2 功率增益Ap,忽略yre的影响， 谐振时，电路可以简化为,谐振时的功率增益,从图中得到,若采用相同的晶体管,谐振时，电路的输出回路可以简化为,讨论：,1）LC谐振回路无损耗，且输出回路传输匹配。即：,此时电路的输出功率最大,最大功率增益为,式中（Ap0）max的是放大器输出端达到共轭匹配时，在给定工作频率时放大能力的极限
6、值。但在实际应用中，因放大倍数太大，工作反而不稳定，线路调节也较麻烦。,1）LC谐振回路有损耗，且输出回路传输匹配。即：,则最大功率增益为,3.3.3 通频带与选择性,1. 放大电路的通频带,通频带,2. 矩形系数,令,得到,所以矩形系数,3.4 多级单调谐回路谐振放大器,若单级放大器的增益不能满足要求，就要采用多级放大器,设放大器有m级，各级的电压增益分别为， 则总电压增益为：,如果多级放大器是由完全相同的单级放大器组成的，即,则总电压增益为：,m级放大器的通频带,m级放大器的矩形系数,可见，m级放大器级联后，总的通频带比单级放大器的通频带 缩小了 倍，其中 称为带宽缩减因子。,可见当级数n增加时，放大器的矩形系数有所改善，但这种改善是有限度的，一般级数越多， 的改善越缓慢。当时 ， 也只有2.56，与理想矩形仍有一定距离。,
