射频电路的无源元件及其等效电路

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1、射频电路的无源元件无源器件与有源器件的简单定义：及其等效电路•无源器件（PassiveComponent）：通常是指一些不可能提供能量增长的元器•无源元件的功能及其用途件，包括：电阻器、电容器、电感器、传输线以及二极管等•常规无源元件的射频特性•贴片无源元件的参数提取•有源器件（ActiveComponent）：通常是指一些有可能提供或者具备能量增长•无源元件的一些应用的元器件，包括：半导体二极管、半导体晶体管，真空电子管等Apr.18.2010FromSEIEESJTUApr.18.2010FromSEIEESJTU无源电路与有源电路的简单定义：无源器件在射频电路中应用的特

2、点：•无源电路（Passivecircuit）：常由若干无源器件所构成，无法提供能量增长，主要任何无源器件（包括：金属导线、电阻器、电用于阻抗匹配或变换、抵消寄生元件的影响（扩展带宽）、容器和电感器）都不再是单纯的元件提高频率选择性（谐振、滤波和调谐）以及移相网络、负载等，电路形式包括：混频器、滤波器、检波器、开关、•电路的结构尺寸决定了和限制了工作频率限幅器•寄生参数的存在而难以实现或丧失了纯电路元件•有源电路（Activecircuit）：（R、L、C）性能常由半导体器件或其它电子真空元器件所构成，可提供能量增长，主要用于信号的放大、振荡、谐振和滤波•趋肤效应和辐射效应严

3、重影响着电路性能等，电路形式包括：放大器、振荡器、变频器、有源滤波器以及收发信装置•因为元器件实现方式都与传输线理论有关Apr.18.2010FromSEIEESJTUApr.18.2010FromSEIEESJTU无源元件的重要指标－品质因数：金属导线的射频特性：•品质因数（QualityFactor－Q值）的定义：•以各种形式存在：表示元件或者电路在某个频率所存储的能量和所包括：器件的重要组成部分（例如，线绕电阻器或者消耗的能量的比值：最大存储能量电感器）、各种元器件的轴向或者端点引线，电路间的互Q=2π连引线，等等消耗能量•电抗器件的品质因数：•具有趋肤效应和自感现象金

4、属导线已不再视为单纯无阻值的引线电容的品质因数：Q=XR=1ωRC•行为特点：c在射频范畴的应用中，很大程度上取决于导线的长度电感的品质因数：和线径Q=XR=ωLRLApr.18.2010FromSEIEESJTUApr.18.2010FromSEIEESJTU导线的线规：趋肤效应对导线阻值的影响：•导线的阻值：线规所对应的导线直径：ρl例：30线规(10mil)的导R＝AWG50＝1mil（直径）A线用于1GHz时，它所具有AWG44＝2×1mil＝2mil的交流与直流电阻的比值：•交流阻值与直流阻值之比：AWG38＝2×2mil＝4milRAWG32＝2×4mil＝8mi

5、lRAC=DAC=32AWG26＝2×8mil＝16milRDC4δsRDCAWG20＝2×16mil＝32mil•ρ：导体电阻率该导线的直流电阻仅为AWG14＝2×32mil＝64mil＝0.064inch•A：导体截面积0.1Ω/ft,但它在1GHz的阻值•δ：趋肤深度•D：导体直径为3.2Ω/ft，该因子大于32倍。AWG（AmericanWireGauge）规定了导线的直径•l:导体的长度每间隔6个线规近似提高一倍。Apr.18.2010FromSEIEESJTUApr.18.2010FromSEIEESJTU金属直导线的电感：电阻器的射频特性：•金属直导线的电感取决

6、例：求5cm长的No.22铜线的于它的长度和直径：电感量。•电阻器的用途：电能转换成热量而产生电压降解：No.22铜导线的直径是•电阻器的作用：包括：构成晶体管的偏置电路，稳定工⎡⎛4l⎞⎤25.3mil，换算后大约等于作点；控制衰减器中的能量流动；提高在信号合成器中的L=0.002l⎢2.3log⎜⎟−0.75⎥()μH⎣⎝d⎠⎦0.0643cm；输出能量；实现传输线的阻抗匹配•电阻器的种类：包括：高密度的碳质电阻器、镍或者其电感：L＝50nH。它金属丝的线绕电阻器、温度稳定金属的金属膜电阻器、铝或铍为基材的氧化物薄膜片状电阻器，等•L:电感(μH）在RF频率下，金属导线本

7、身不仅具有自身的电阻和电感•射频电路常用形式：薄膜片状电阻器，为了减小引线电•l:导线长度（cm）或者电容，而且还是频率的函感和分布电容的影响，时常使用尺寸较小的形式，例如，•d:导线直径（cm）数，对电路性能的影响十分明0603，0805，1206，功率常为1/10~1W，阻值常在显。这一射频特性十分重要。0.1~10MΩ。Apr.18.2010FromSEIEESJTUApr.18.2010FromSEIEESJTU电阻器的射频等效电路：金属膜电阻器的射频特性：电阻器的射频等效电路不仅呈现出单纯的电