第2章高频电子线路.ppt

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1、第2章高频小信号放大器2.1晶体管的频率参数和高频等效电路2.1.1晶体管的混合π型等效电路2.1.2晶体管的频率参数2.1.3晶体管的Y参数2.2单级调谐放大器2.2.1电压放大倍数2.2.2功率放大倍数Ap2.2.3晶体管最高振荡频率fmax2.2.4放大器的通频带2.2.5放大器的选择性2.3多级单调谐放大器的级联2.3.1多级放大器的电压放大倍数和通频带2.3.2多级放大器的矩形系数2.1晶体管的频率参数和高频等效电路高频小信号放大器可放大中心频率为几百千赫兹到几百兆赫兹,频带为几千赫兹到几千兆赫兹,几百毫伏以

2、下的输入信号,它具有选频和放大功能。高频小信号放大器包括高频小信号调谐放大器和选频滤波式高频小信号放大器。下图画出了晶体管共射极混合π等效电路。根据器件材料和工艺不同，图中等效元件的参数也不一样。对于高频管而言：……2.1.12.1.1晶体管的混合π等效电路混合π等效电路其中，表示晶体管放大作用的等效电流源。其中Gm为晶体管微变跨导，它也是发射极的函数。……2.1.2rce反映了集电极电压对电流的影响。在放大状态工作时这个影响很微弱,rce值很大，一般在几十千欧以上。三个附加电容Cbe，Cbc，Cce属引线和封装结构所

3、形成的电容，数量很小，其影响一般可以忽略。频率较高时，Cb′e的容抗较小，可它并联的电阻rb′c较大，相比之下rb′c可以忽略。简化后的等效电路如图所示。混合π等效电路的简化2.1.2晶体管的频率参数1.短路电流放大系数和截止频率fβ如图所示：即时，Cb′e，Ｃb′c和rb′e三者并联。因此2.1.3式中是低频时的电流放大系数。截止频率fβ的定义：当的频率，即2.1.42.1.5将式2.1.4代入式2.1.3得2.1.6解上述方程得：2.特征频率fT晶体管的放大性能有时还用特征频率fT表示。特征频率是β=1时的频率。根

4、据定义:解之得:当β0远远大于1时2.1.72.1.82.1.9若工作频率时,则β可用下式近似计算。由于，代入上式得：上式说明，在f>fβ的区域，工作频率每增加一倍，β减少一半（下降6dB），故此区域称为每倍频程下降6dB工作区。2.1.112.1.10根据和的关系式:3.截止频率fα及其与fβ和fT的关系当晶体管用作共基极联接时，其输出端交流短路的电流放大倍数也是随频率提高而降低的,当α下降到时，所对应的频率称为截止频率。由于共基极短路电流放大系数的近似表示式为:2.1.132.1.12用近似公式代入得可以求出截止频

5、率fα与β截止频率fβ的关系:2.1.162.1.152.1.14故fβ，fT，fα三个频率的关系是:fβ

6、的角度出发，把晶体管看作一个有源线性四端网络，用一组网络参数来构成其等效电路，这种等效电路称为形式等效电路。图(a)将共发接法的晶体管等效为有源线性四端网络。图中表示晶体管输入和输出电压，为其对应电流。以为自变量，为因变量，则描述它们之间的关系的线性方程为：2.1.17它的优点导出的表达式具有普遍意义，分析和测量方便；缺点是网络参数与频率有关。但由于高频小信号谐振放大器的频带较窄，一般只需在工作频率f0上进行参数计算。故分析高频小信号谐振放大器时采用Y参数等效电路是合适的。be+-ce+-+-+-图（a）图（b）式中Y

7、ie，Yre，Yfe，Yoe是Y参数，具有导纳量纲，故又称为四端网络的导纳参数。其中根据式2.1.17可以很容易得到如图所示的Y参数等效电路。其中是受控电流源,正向传输导纳Yfe越大,晶体管的放大能力越强；反向传输导纳Yre越大,晶体管的内部反馈越强。减小Yre有利于放大器的稳定工作。利用混合π型电路参数可以推导出相应的Y参数。为了便于推导将图2.1-1等效为下图。消去上式中,经整理可得其中，2.1.192.1.18以b，bˊ，c三个节点列出节点电流方程：2.1.20考虑到Yb′e>>Yb′c，gm>>Yb′c，gce

8、>>Yb′c，则对应的Y参数为:2.1.242.1.232.1.222.1.21由上述各式可知，Y参数是工作频率的函数，当工作频率不同时，即使是同一晶体管，其Y参数也是不一样的。当工作频率比较低，电容效应的影响可以不考虑时，晶体管的Y参数才可以认为近似不变。由式2.1.21～2.1.24,若忽略Y参数的虚部,则可得到低频工作的Y参