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1、第四章 高频小信号放大器4.1 概述 定义：放大高频信号的放大器中心频率：100kHz 1GHz，小信号：VmV带宽： 1kHz 100MHz (决定因素？) 分类：按使用器件分：晶体管、场效应管、集成电路按频带宽度分：窄带、宽带按电路形式分：单级、级联按负载性质分：谐振(LC谐振回路)、非谐振(其它滤波器) 分析方法：工作在器件的线性区有源线性双端网络4.1 概述 指标：(1) 增益(放大倍数) 放大器输出电压(或功率)与输入电压(或功率)之比 表示：Av，Ap；以dB数表示 Av(dB) = 20lg(Av) Ap(dB) = 10lg(Ap) 影响因素：有源器件、频带、匹配情况、工作稳定
2、性(2) 通频带 3dB带宽，定义同上章，根据用途决定4.1 概述 指标：(3) 选择性 放大器从含有不同频率的信号总和(有用的和有害的)及噪声干扰中选出有用信号，排除有害(干扰)信号的能力 有害信号：邻近频率信号，器件的非线性 噪声干扰：系统内部和外部的随机事件，如电子热运动等 矩形系数：评定放大器选频曲线与理想矩形之间的差别 (带外)抑制比：对干扰信号的抑制能力： d(dB)=20lgd7.0 1.0r0.1 22 ffK 7.001.0r0.01 22 ffK vv0AAd 4.1 概述 指标：(4) 工作稳定性 放大器的工作状态(直流偏置)、器件参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放
3、大器的主要特性的稳定程度 不稳定现象：增益变化，中心频率偏移，通频带变化，谐振曲线变形 极端情况：放大器自激 稳定措施：限制每级增益，选择内反馈小的器件，应用中和或失配方案，必要的工艺(元件排列、接地、屏蔽等)远离自激(5) 噪声系数：系统第一、二级的噪声系数很重要， 低噪声管，合理的工作点电流优化设计4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数一、形式等效电路(网络参数等效电路)2o1f2 2r1i1 VyVyI VyVyI 1I1V+ 2I 2V+yi 2rVy 1fVy yo 21of ri21 VVyy yyII 011i 2 VVIy 021r 1 VVIy 012f 2 VVIy 022
4、o1 VVIy 1I1V+ 2I 2V+cb e 内参数 与 外参数输出短路时的输入导纳输出短路时的正向传输导纳输入短路时的反向传输导纳输入短路时的输出导纳4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数二、混合等效电路基射极间电阻：rbe = 260/IE， (IE单位为mA) ebmVg rce CcerbcCbe CbcrbeCbe Cbc ceb brbb1I1V+ 2I 2V+cb e发射结电容Cbe，集电结电阻rbc ，集电结电容Cbc(Cc) ，基极电阻rbb，(负作用)晶体管的跨导：gm = 0/ rbe = IC/26，集-射极电阻rce，引线及封装电容4.2 晶体管高频小信号等效电路
5、与参数三、混合等效电路参数与形式等效电路y参数的转换b、b、c三点节点方程：bIbV+ cI cV+yie creVy bfeVy yoe ebmVg rcerbcCbe Cbcrbe ceb brbbbI cIbV+ cV+ebbbbebbb 11 VrVrI cecbebcbebbbbebb )1(10 VyVyyrVr cececbebcbebmc )( VgyVyVgI cbcbcb ebebeb jj Cgy Cgy 消去：ebV 4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数三、混合等效电路参数与形式等效电路y参数的转换ccbebbb cbbcbebbb cbebb )(1)(1 Vyyr
6、 yVyyr yyI ccbebbb cbmbbcbcbcebcbebbb cbmc )(1 )()(1 Vyyr ygryygVyyr ygI bbebebbb ebebebbbebiei j)1( j1 rCgr Cgyryyy bbebebbb cbcbebbbcbrer j)1( j1 rCgr Cgyryyy bbebebbb mebbbmfef j)1(1 rCgr gyrgyy ebbb mbbcbcbceoeo 1 yr gryygyy cbce cbeb cbm gg yy yg bbebebbb cbcbmbbcbce j)1( jj rCgr CggrCg 4.2 晶体管
7、高频小信号等效电路与参数三、混合等效电路参数与形式等效电路y参数的转换定义： rerere fefefe oeoeoe ieieie jj yy yy Cgy Cgy 22 ebie22 ebebie baCCba Cbagg 22 bbmebcboe22 bbmebceoe ba rgaCCCba rgCbgg abbagy arctan fe22 mfe )arctan2( re22 cbre abbaCy bbeb ebbb1 rCb gra 具体参数可查厂家手册4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数四、晶体管的高频参数1. 截止频率f 下降到0的1/ 的频率 0021 10 f fT
8、f20j1 ff 201 ff2T011 ff 120T ff 0T ff 10 ffTff 2. 特性频率fT下降到1的频率 cbebbb mmax 421 CCr gf 3. 最高振荡频率fmax 晶体管功率增益 Gp = 1 时的工作频率： 超过该频率，晶体管不振荡fmax fT f4.3 单调谐回路谐振放大器研究方法：多级回路等效为单级级联外围电路与三极管等效电路并联4.3 单调谐回路谐振放大器前级相当于本级的信号源后级相当于本级的负载基极偏置电阻远大于三极管的输入阻抗iV+ OV+T2R2R1C1 C2C4R3 +C3CF LF Lp2dp1 cab bIiV+ CI OV+yie
9、creVy ifeVy yoe CV+ C Gp yie2c a b dLp1 p2YL4.3 单调谐回路谐振放大器一、电压增益 Lcc coeifec creiieb YVI VyVyI VyVyI iLoec fe VYy yV iLoe fereieiLoe fereiieb )()( VYy yyyVYy yyVyI )(Loe1 fe2iov Yyp ypVVA ie222pL j1j ypLCGY )j1j(1 ie222p21L ypLCGpY Loe21 fe21iov Yyp yppVVA Loe fereieibi Yy yyyVIY 输入阻抗： c12o VppV c1a
10、b ab2o 1 VpV VpV 电压增益：4.3 单调谐回路谐振放大器一、电压增益简化： LCpCpCGgpgp yppA j1)(j)( ie222oe21pie222oe21 fe21v ie222oe21 pie222oe21 CpCpCC Ggpgpg LCg yppA j1j fe21v LCf 2 10 gCQ 0L 谐振频率：回路的等效品质因数：pie222oe21 fe21fe21v0 Ggpgp yppg yppA 谐振时：此时相位差为：180fe4.3 单调谐回路谐振放大器二、功率增益输入功率：Pi = Vim2gie1输出功率： ife1 Vyp p12yoe Gp p
11、22yie2abie2222imfe1ie2222abmO gpg VypgpVP ie1ie222ie1 2feie22221iOp )(00 ggAgg ygppPPA v 00 pp lg10)dB( AA 功率增益：分贝表示：功率匹配： 当Gp忽略不计，匹配条件：p12goe = p22gie2，最大功率增益： 电压增益： ie1oe 2feiOmaxmaxp 4)( 0 ggyPPA ie1oefemaxv 2)( 0 ggyA 4.3 单调谐回路谐振放大器二、功率增益 ife1 Vyp p12yoe Gp p22yie2abmaxp20Lmaxp 2pmaxp 2pie1ie22oe21 fe212oe21 oe21ie1ie22poe21 fe21maxp )(1)( 1)( 2 222)(0000 AQQA gGA g Gggggp ypp gp gpggGgp yppA
