高频电子线路_04a高频小信号放大器

4.2晶体管高频小信号等效电路与参数4.3单调谐回路谐振放大器4.4多级单调谐回路谐振放大器4.5双调谐回路谐振放大器4.1概述《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社End4.7谐振放大器的常用电路和集成电路谐振放大器4.8场效应管高频小信号放大器4.9放大器中的噪声4.10噪声的表示和计算方法4.6谐振放大器的稳定性与稳定措施《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社高频小信号放大器的特点：放大高频小信号(中心频率在几百kHz到几百MHz，频谱宽度在几kHz到几十MHz的范围内)的放大器。高频放大fsfs本地振荡fo混频fo–fs=fifi低频放大检波中频放大FF几十μV～几mV1V左右《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社普通调幅无线电广播所占带宽应为９kHz，电视信号的带宽为６MＨz左右。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社高频小信号放大器的特点：放大高频小信号(中心频率在几百kHz到几百MHz，频谱宽度在几kHz到几十MHz的范围内)的放大器。音频射频微波MHz300KHz300《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社单振荡回路耦合振荡回路高频小信号放大器谐振放大器（窄带）非谐振放大器（宽带）LC集中滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器（调谐与非调谐）高频小信号放大器的分类有源器件谐振回路窄带谐振放大器宽带非谐振放大器滤波器高频小信号放大器本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。高频小信号放大器的主要质量指标ioVVAlog20vioPPAplog101)增益：（放大系数）电压增益：分贝表示：ioVVAvioPPAp功率增益：2)通频带：《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社高频小信号放大器的主要质量指标3)选择性①矩形系数：表示与理想滤波特性的接近程度。7.01.01022ffKr7.001.0r0.0122ffKfAV/AVo2f0.12f0.7理想0.10.71实际：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社高频小信号放大器的主要质量指标②抑制比：表示对某个干扰信号fn的抑制能力，用dn表示。n0nvvAAdfAv0f0AAvnfn《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社3)选择性：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。高频小信号放大器的主要质量指标4)工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。基本共射极放大电路稳Q共射极放大电路不稳定状态的极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反馈引起），使放大器完全不能工作。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社出于分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至最后讨论。低频小信号模型高频小信号模型AFA高频小信号放大器的主要质量指标《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社4)工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。End高频小信号放大器的分析方法晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用有源四端网络参数微变等效电路来分析。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社高频放大fsfs本地振荡fo混频fo–fs=fifi低频放大检波中频放大FF几十μV～几mV1V左右4.2.1形式等效电路（网络参数等效电路）4.2.2混合π等效电路4.2.3混合π等效电路参数与形式等效电路ｙ参数的转换4.2.4晶体管的高频参数《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗并联组成，采用导纳分析比较方便，为此,引入晶体管的y（导纳）参数等效电路。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输出回路晶体管图4.2.1晶体管共发射极电路图4.2.2ｙ参数等效电路为自变量和输出电压设输入电压21VV式中：称为输出短路时的输入导纳；021r1VVIy012f2VVIy022o1VVIy称为输入短路时的反向传输导纳；称为输出短路时的正向传输导纳；称为输入短路时的输出导纳。011i2VVIy2r1i1VyVyI2o1f2VyVyI图4.2.2ｙ参数等效电路LoefereieiYyyyyY2L22ce122re1ie1feVYIVyVyIVyVyI放大器输入导纳Yi《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社图4.2.3晶体管放大器及其ｙ参数等效电路siefereoeoYyyyyY)0(s1s12ce122re1ie1feIVYIVyVyIVyVyI放大器输出导纳YoLoefeYyyVVA12vEnd《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社y（导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。图4.2.4混合π等效电路优点：各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。缺点：eb'rcerb'creeCb'eCb'crbb'rb'ecrccbgmvb‘e《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社Endy（导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。图4.2.4混合π等效电路是基极基极体rbb发射结微变等效电阻是由基区到发由基区reb是发发射结电)(μebCC的等效受控电等效受表示晶体管放大作用eb'mVg为微变跨导。mg优点：各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。缺点：End《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社图4.2.5ｙ参数及混合π等效电路E0eb'26rI26rCeb'0mIgbrbbgmVbebgbcCbcCbeceβeb'eb'ffrC或1《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社011ie2VVIyieiejCg022oe1VVIyoeoejCgyieyoeyreuceyfeubeCiegiegoeCoe)(1cbebbbCCr)(π2cb'eb'mTCCgff《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社)(1cbebbbCCr011ie2VVIyieieCjg012fe2VVIybbcbebm)(j1rCCg022oe1VVIyoeoejCgbbebcbj1jrCC021re1VVIymfegycbrejCycbceoejCgy)(jcbebeb'ieCCgy)(2cb'eb'mTCCgffEnd《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社1.截止频率时所对应的频率。的下降到低频值210ffj1.0201ffβf02/0Tff12.特征频率120βTff时所对应的频率。1当ffT后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍可能有电压增益，而功率增益还可能大于1。,10通常。βTff0《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社βf02/0Tff12.特征频率1120βff120βTff所以时所对应的频率。1图4.2.6β截止频率和特征频率,10通常。βTff0201ffTff即,时当βffffffffTββT可以粗略计算在某工作频率ffβ的电流放大系数。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社3.最高振荡频率fmax时的最高工作频率。晶体管的功率增益1PGf≥fmax后，Gp1，晶体管已经不能得到功率放大。由于晶体管输出功率恰好等于其输入功率是保证它作为自激振荡器的必要条件，所以也不能使晶体管产生振荡。βTff频率参数的关系:End《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社4.3.1电压增益4.3.2功率增益4.3.3通频带与选择性4.3.4级间耦合网络《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社通常需要多级放大器来提供足够高的增益和足够好的选择性，从而为下一级（例如混频和检波）提供性能良好的有用信号。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社高频放大fsfs本地振荡fo混频fo–fs=fifi低频放大检波中频放大FF几十μV～几mV1V左右高频小信号放大器的电路分析包括：1.多级分单级，2.静态分析，3.动态分析，4.整合系统几个基本步骤。1.多级分单级前级放大器是本级放大器的信号源；后级放大器是本级放大器的负载。《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社1.多级分单级《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社前级放大器是本级放大器的信号源；后级放大器是本级放大器的负载。45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC其简化规则：交流输入信号为零；所有电容开路；所有电感短路。结论：Rb1、Rb2、Re为偏置电阻，提供静态工作点；2.静态分析画出直流等效电路，Rb1Rb2ReVCC《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC其简化规则：有交流输入信号，所有直流量为零；所有大电容短路；所有大电感开路。（谐振回路L、C保留）1)画出交流等效电路，3.动态分析32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输出回路晶体管32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输出回路晶体管32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+u31-+v21-2)画出交流小信号等效电路，负载和回路之间采用了变压器耦合，接入系数NNp131542vv晶体管集、射回路与振荡回路之间采用抽头接入，接入系数NNp231212vv《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社图4.3.1单调谐回路谐振放大器的原理性电路与等效电路《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+v31-+v21-出于分析的方便，假定晶体管不存在内反馈，即yre=0。其中：ie1ie1iejCgyoe1oe1oejCgyie2ie2LjCgY《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+v31-+v21-把晶体管集电极回路和负载折合到振荡回路两端yfeubeyoeYLYLyfeubeyoe+u54-+u31-p1yfevbe+v31-其中：ie222oe1212ie22oe121pCpCpCCgpgpgg2ie2ieL1oe1oeoejjCgyCgy《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社be312iovvvvvpA31254vvvpoLCgypj1jvbefe131vp1yfevbe+v31-32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+v31-+v21-其中：ie2ie2Loe1oe1oejjCgyCgy《高频电子线路》（第四版）张肃文主编高等教育出版社