22晶体管高频等效电路 - Read.PPT

第2章 高频小信号放大电路 2.2晶体管高频等效电路 2.3 谐 振 放 大 器 2.4 宽频带放大器 2.5集中选频放大器 2.6电噪声 2.7 集成高频放大电路的选用与实例介 2.8 章 末小结  其中Ｉ0是通过ＰＮ结的平均电流值, ｑ是每个载流子所载的电荷量。ｑ＝１５９×１０-19库仑。  注意, 在Ｉ0＝０时, 散弹噪声为零, 但是只要不是绝对零度, 热噪声总是存在。这是二者的区别。  ３ 分配噪声 在晶体管中, 通过发射结的非平衡载流子大部分到达集电结, 形成集电极电流, 而小部分在基区内复合, 形成基极电流。 这两部分电流的分配比例是随机的, 从而造成集电极电流在静态值上下起伏变化, 产生噪声, 这就是分配噪声。  分配噪声实际上也是一种散弹噪声, 但它的功率频谱密度是随频率变化的, 频率越高, 噪声越大。其功率频谱密度也可近似按式（2．6．6）计算。  ４ 闪烁噪声 产生这种噪声的机理目前还不甚明了, 一般认为是由于晶体管表面清洁处理不好或有缺陷造成的, 其特点是频谱集中在约１kＨｚ以下的低频范围, 且功率频谱密度随频率降低而增大。在高频工作时, 可以忽略闪烁噪声。 2.6.3场效应管噪声 场效应管是依靠多子在沟道中的漂移运动而工作的, 沟道中多子的不规则热运动会在场效应管的漏极电流中产生类似电阻的热噪声, 称为沟道热噪声, 这是场效应管的主要噪声源。 其次便是栅极漏电流产生的散弹噪声。场效应管的闪烁噪声在高频时同样可以忽略。  沟道热噪声和栅极漏电流散弹噪声的电流功率频谱密度分别是：  SI(f)=4kT (2.6.7) SI(f)=2qIg (2.6.8)  其中ｇm是场效应管跨导, Ｉg是栅极漏电流。 2.6.4额定功率和额定功率增益 在分析和计算噪声问题时, 用额定功率和额定功率增益概念可以使问题简化, 物理意义更加明确。  信号额定功率是指电压信号源 可能输出的最大功率。 当负载阻抗ＲL与信号源阻抗Ｒs匹配时, 信号源输出功率最大。 所以, 其额定功率为：  PA= (2.6.9) 可见, 额定功率是表征信号源的一个参量, 与其实际负载值无关。 现在用额定功率来表示电阻的热噪声功率。 电阻R的噪声额定功率为: PnA= (2.6.10) 由上式可见, 电阻的噪声额定功率只与温度及通频带有关, 而与本身阻值和负载无关（注意, 实际功率是与负载有关的）。 这一结论可以推广到任何无源二端网络。  额定功率增益ＧPA是指一个线性四端网络的输出额定功率ＰAo与输入额定功率ＰAi的比值。即: 可见, 额定功率增益是表征线性四端网络的一个参量。 只要网络与其信号源电路确定, 则额定功率增益就是一个定值, 而与该网络输入、输出电路是否匹配无关。  例2．6 求图例2．6所示四端网络的额定功率增益。  解: 图示四端网络输入端额定功率ＰAi也就是输入信号源 的额定功率, 即: 从四端网络输出端往左看, 其戴维南等效电路是由信号源 与电阻Ｒs＋Ｒ串联组成, 所以输出端额定功率为: PAo= 所以, 额定功率增益  GPA= 可见, 图示四端网络的额定功率增益仅与网络电阻和信号源内阻有关, 与负载无关, 且无论网络输入、输出端是否匹配均为一固定值。  2.6.5线性四端网络的噪声系数 为了使放大器能够正常工作, 除了要满足增益、 通频带、 选择性等要求之外, 还应对放大器的内部噪声给以限制, 一般是对放大器的输出端提出满足一定信噪比的要求。对于其它线性四端网络也有同样的要求。  所谓信噪比是指四端网络某一端口处信号功率与噪声功率之比。 信噪比SN