高频小信号放大电路分析

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1、Charpter3高频小信号放大器3.1概述3.2晶体管高频小信号等效电路与参数3.3单调谐回路谐振放大器3.4双调谐回路谐振放大器3.5谐振放大器的稳定性3.6调谐放大器的常用电路与集成电路谐振放大器3.1概述1、高频小信号放大器的特点①频率较高中心频率一般在几百kHz到几百MHz频带宽度在几kHz到几十MHz②小信号信号较小故工作在线性范围内(甲类放大器)2、高频小信号放大器的分类按所用的器件：晶体管（BJT)、场效应管（FET)、集成电路（IC)按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器按电路形式：单级放大器和级联放大器按负载性质：谐振放大器和非谐振放

2、大器谐振放大器是采用谐振回路作负载的放大器，具有放大、滤波和选频的作用。非谐振放大器由阻容放大器和各种滤波器组成，其机构简单，便于集成。1)增益：（放大系数）电压增益：功率增益：分贝表示：2)通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带，用B=2f0.7表示。2f0.7也称为3分贝带宽。3、高频小信号放大器的质量指标0.5为什么要求通频带？放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号都包含一定谱宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必要的信号频谱分量通过放大器。与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回

3、路的形式和回路的等效品质因数QL。此外，放大器的总通频带，随着级数的增加而变。并且通频带愈宽，放大器增益愈小。3)选择性　　从各种不同频率的信号的总和（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。①矩形系数按理想情况，谐振曲线应为一矩形。为了表示实际曲线接近理想曲线的程度，引入“矩形系数”，它表示对邻道干扰的抑制能力。2f0.1,2f0.01分别为放大倍数下降至0.1和0.01处的带宽，Kr愈接近于1越好。②抑制比表示对某个干扰信号fn的抑制能力，用dn表示。An为干扰信号的放大倍数

4、，Av0为谐振点f0的放大倍数。例Av0=100An=1用分贝表示dn(dB)=20lgdn5)噪声系数：放大器的噪声性能可用噪声系数表示：NF越接近1越好在多级放大器中，前二级的噪声对整个放大器的噪声起决定作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。以上这些要求，相互之间即有联系又有矛盾。增益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一对矛盾。故应根据需要决定主次，进行分析和讨论。4)工作稳定性：指在电源电压变化或器件参数变化时以上三参数的稳定程度。为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。3.2晶体管高频

5、小信号等效电路与参数3.2.1形式等效电路（网络参数等效电路）将晶体管看成四端网路式中：Y参数等效电路把晶体管内部的物理过程用集中器件RLC表示。用这种物理模型的方法所涉及到的物理等效电路就是混合π参数等效电路。3.2.2混合π参数等效电路(物理模拟等效电路)rbc与Cbc引起的容抗相比rbc可视为开路。rbe与Cbe引起的容抗相比，rbe可以忽略（视为开路）rce与回路负载比较，可视为开路。混合π等效电路中，电容，电阻并联，在一定的频率下：3.2.3混合π等效电路的简化简化后的等效电路如图：这是对工作频率较高时的简化电路，对工作频率范围

6、不同时，等效电路可进行不同的简化。频率低时可忽略电容的作用。(一)令V2=0，求yie、yfe。简化混合π等效电路，如图所示。(1)3.2.4Y参数等效电路与混合π等效电路参数的转换(2)V1小引起I小又(二)令　　，求yre、yoe(3)故(1)、(2)、(3)、(4)中的Ybe可认为相同。(4)正向传输导纳输入导纳反向传输导纳输出导纳Y参数等效电路与混合π等效电路参数的转换式晶体管的高频参数1）截止频率由于β0比1大的多,在频率为fβ时,

7、β

8、虽然下降到原来的0.707但是仍然比1大的多,因此晶体管还能起到放大的作用。2）特征频率当频率增高，使

9、

10、β

11、下降到1时的频率。电流放大系数β与f的关系：故可以粗略计算在某工作频率下的电流放大系数。3）最高振荡频率fmaxfmax表示晶体管所能够适应的最高极限频率。在此工作频率时晶体管已经不能得到功率放大，当f>fmax时,无论使用什么方法都不能使晶体管产生振荡。晶体管的功率增益时的工作频率可以证明:R1、R2、R3为偏置电阻，决定工作点，LF、CF为滤波电路，负压供电C4、L组成L、C谐振回路R4是加宽回路通频带用Rp是并联回路本身的损耗所谓单调谐回路共发放大器就是晶体管共发电路和并联回路的组合。所以前面分析的晶体管等效电路和并联回路的结论均可应用。

12、3.3晶体管谐振放大器3.3.1单级单调谐回路谐振放大器(3)=(2)(4)代入(1)(4)放大器的输入导纳