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第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的基本电路 2.3 电子噪声 2.4 噪声系数和噪声温度 ?2.1 高频电路中的元器件 各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元件和无源网络组成的。 高频电路中使用的元器件与在低频电路中使用的元器件基本相同, 但要注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻(器)、 电容(器)和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。 一、高频电路中的元件 1、电阻 一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特性,但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特 性的一面。 电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。 一个电阻R的高频等效电路如图2-1所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。 通常，表面贴装电阻的高频特性好于金膜电阻，金膜电阻好于炭膜电阻，线绕电阻的高频特性最差。 2、电容 由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的等效电路却如图2-2（a）所示。 理想电容器的阻抗1/(jωC), 如图2-2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。 高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容，因为其高频特性较好。 3、电感 电感的作用：谐振元件、滤波元件、阻隔元件。 电感的耗损：电感一般都是由导线绕制的，一般都有一定直流电阻，同时由于存在涡流、磁滞和电磁辐射等损失，所以电感就存在耗损。 品质因素：定义为电路中无功功率与有功功率之比，是专门用来描述电路的能量耗损的。 高频电感器与普通电感器一样, 电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工作角频率。 高频电感器也具有自身谐振频率SRF。 在SRF上, 高频电感的阻抗的幅值最大, 而相角为零, 如图2-3所示。 二、高频电路中的有源器件 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1、二极管 二极管的作用：半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。 常用高频二极管的类型： (1) 点触式二极管：其最高工作频率约200～300MHz (2) 表面势垒二极管：其最高工作频率约200～300MHz (3) 变容二极管：其电容随偏置电压变化而变化。 2、晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应管，通常这些管子比用于低频的管子性能更好, 在外形结构方面也有所不同。 ?高频晶体管有两大类型: (1) 一类是作小信号放大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增益和低噪声; (2) 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求其在高频有较大的输出功率。 3、集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多, 主要分为通用型和专用型两种。 目前通用型的宽带集成放大器，其增益可达50～60dB甚至更高，其工作频率可达100～200MHz甚至更高。 ?2.2 高频电路中的基本电路 本节将介绍高频电路中常用的基本（无源）电路，也称无源组件或无源网络，这些无源组件或无源网络主要包括：高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功能。 一、高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也是构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作为负载使用。 1、简单振荡回路(只有一个回路) 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。 (1)、并联谐振回路 1）电路结构 2）谐振频率：定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0。令Zp的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得 6）通频带（半功率点频带） 当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时, 将回路电流值下降为谐振值的 时对应的频率范围称为回路的通频带, 也称回路带宽, 通常用B来表示。 令式（