山东大学高频电子线路[第三章高频小信号放大器]山东大VIP免费

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3dB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/rb'c=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)、(3．2．17)与式(3．2．3)、(3．2．4)相比较，并考虑到下列条件gm＞＞｜yb'c｜，yb'e＞＞yb'c及gce＞＞gb'c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+rbb'gb'e；b=ωCb'erbb'，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fmax3．2．3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。3．214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(3．2．46)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时有这是较常用的情况。因此，很容易求出临界耦合时的通频带由式(3．2．43)知，单调谐放大器的通频带是f0/QL。与式(3．2．55)对比可见，在回路有载品质因数QL相同的情况下，临界耦合双...