山东大学高频电子线路[第三节高频小信号放大器]山东大.docVIP

山东大学 期末考试 知识点复习 第三章 高频小信号放大器 3．2．1 高频小信号放大器的主要质量指标 1)增益 输出电压(或功率)与输入电压(或功率)之比。 2)通频带 通常以放大器的电压增益下降为最大值的0．7倍所对应的频率范围为通频带，以2△f0.7表示，如图3．2．1所示。有时也称为3 dB带宽。 3)选择性 放大器从含有各种频率的信号总和(有用的和有害的)中选出有用信号，排除有害(干扰)信号的能力，称为放大器的选择性。表示选择性的指标有：矩形系数和抑制比。 图3．2．2表示矩形系数Kr的定义为 显然，Kr越小越好，理想情况是Kr=1。 抑制比亦称抗拒比，图3．2．3表示抑制比的定义为 d=Av0/Av 放大器除了上述三个主要质量指标外，还有工作稳定性、噪声系数等，应有一般了解。 3．2．2 晶体管高频小信号等效电路与参数 1)形式等效电路(网络参数等效电路) 形式等效电路是将晶体管等效为有源线性四端网络，优点是通用，导出的表达式具有普遍意义，便于分析电路；缺点是网络参数与频率有关。根据选用的自变量与参变量的不同，可以有不同的参数系：在低频时，最常用h参数系；在高频时，则用y参数系比较方便。 图3．2．4所示为晶体管放大器及其y参数等效电路。在该等效电路[图(b)]中，可列出电路方程： 式中各y参数第二个脚标e表示这是共发射极电路的参数；若为共基极或共集 电极电路，则第二个脚标即用b或c。 因此输入导纳为 上式说明，输入导纳Yi与负载导纳YL有关，这反映了晶体管有内部反馈，而这个内部反馈是由反向传输导纳Yre所引起的。 上式说明，晶体管的正向传输导纳)，yoe越大，则放大器的增益越大。 2)混合π等效电路 图3．2．5是晶体管的混合，π等效电路。 图中参数数值举例： gm=β0/rbc=Ic (mA)／26 (3．2．12) 三个附加电容Cbe、Cbc和Cce表示晶体管引线和封装等结构所形成的电容，其值很小，在一般情况，可以忽略。 3)混合π等效电路参数与形式等效电路y参数的转换 为了进行两种等效电路参数的互换，可将图3．2．4(b)与图3．2．5(略去Cbe、Cbc、Cce)重绘如图3．2．6所示。则 将式(3．2．16)、(3．2．1 7)与式(3．2．3)、(3．2．4)相比较，并考虑到下列条件gm＞＞｜ybc｜，ybe＞＞ybc及gce＞＞gbc通常是满足的，所以可得 由上式可见，四个参数都是复数，为以后计算方便，可表示为 式中gie、goe分别称为输入、输出电导；Cie、Coe分别称为输入、输出电容。 根据复数运算，并令a=1+rbbgbe；b=ωCberbb，由式(3．2．18)至式(3．2．21)可得 4)晶体管的高频参数 截止频率fβ 特征频率fT 最高振荡频率fmax 3．2．3 单调谐回路谐振放大器 图3．2．7(a)是原理性电路，图(b)是它的形式等效电路，它是等效电流源与线性网络的组合。 1)电压增益 由式(3．2．11)可得放大器的电压增益为 式中yoe=yo1=go1+jωCo1为晶体管的输出导纳。 YL为晶体管在输出端l、2两点之间的等效负载。若令p1=N1/N，p2=N2/N，经等效阻抗的转换，在LC回路a、b两端看来的总等效导纳为 Y’=p12(yoe+YL) 式(3．2．33)可写成 在谐振点ω=ω0时，Y’=Gp，因此 在阻抗匹配时，可得最大的电压增益为 2)功率增益 原书中已证明，谐振时的功率增益为 在匹配时，由式(3．2．37)得 在考虑谐振回路的损耗后，原书已证明，此时的插入损耗为 此时的匹配最大功率增益为 电压增益则为 3)通频带与选择性 单调谐回路谐振放大器的通频带为 它的选择性仍用矩形系数 来表示。 3．21 4多级单调谐回路谐振放大器 m级单调谐回路谐振放大器的总增益是各级增益的乘积，即 Am=Av1·Av2·…·Avm (3．2．45) 当各级完全相同时，则 Am=Av1m 此时的谐振曲线由下式表示： 图，3．2．8所示为多级放大器的谐振曲线。显然，级数越多，选择性越好，但通频带越窄。此时，m级放大器的通频带为 它的矩形系数为 3．2．5 双调谐回路谐振放大器 在谐振时，ξ=0，得 根据η值的不同，也可有：弱耦合，临界耦合与强耦合三种情况。三种情况的曲线如图3．2．10所示。下面是在三种情况下，双调谐回路放大器的谐振曲线表示式为： 弱耦合η＜1时有 强耦合η＞1时有 临界耦合η=1时有 这是较常用