07-08 第二章——高频小信号放大器.ppt

1) 热噪声电压方均值和功率谱密度 阻值为Ｒ的电阻产生的噪声电压功率频谱密度为： 其中：k是波尔兹曼常数, k=1.38×10-23J／K; Ｔ是电阻温度, 以绝对温度Ｋ计量。 在频带宽度内产生的热噪声方均值电流和方均值电压分别为： So: 一个实际电阻可以分别用噪声电流源或噪声电压源表示。 △fn：电路的等效噪声带宽 R R g ( a ) ( b ) 不能直接把噪声电压相加 而只能把产生噪声的两个源的功率相加（或者将两个噪声电压的方均值相加）： 可见——两个串联电阻所输出的总噪声电压方均值相当于两个电阻串联阻值所产生的热噪声。 在两个噪声源互不相关的条件下，计算两个串联电阻的总噪声电压： 可见——两个并联电阻所输出的总噪声电压方均值相当于两个电阻并联阻值所产生的热噪声 2.8.2 晶体管噪声 晶体管噪声主要包括以下四部分： １. 热噪声 构成晶体管的发射区、基区、集电区的体电阻和引线电阻均会产生热噪声, 其中以基区体电阻rbb的影响为主。 ２.散粒噪声 散粒噪声是晶体管的主要噪声源。它是由单位时间内通过PN结的载流子数目随机起伏而造成的。人们将这种现象比拟为靶场上大量射击时弹着点对靶中心的偏离, 故称为散粒噪声。在本质上它与电阻热噪声类似, 属于均匀频谱的白噪声。 发射结散粒噪声其主要作用。 S(f) =2qI0，q是电子电荷，为1.6?10-19库 S(f) =4kTrbb’ 其中： So:一般情况下，谐振时，输出电压与输入电压之间的相位差并不是180°；当工作频率远低于晶体管特征频率时，可以认为相位差是180°。 3 指标2——功率增益 前提：忽略yre谐振时 忽略g0，且晶体管输出阻抗与负载阻抗匹配时，晶体管可输出最大功率 若gie2=gie 中间项为失配损失，后一项为插入损耗 1 B 3 指标3——通频带 1、当yfe确定，p1和p2不变时，Au0只取决于C?和2?f0.7的乘积，电容越大，通频带越宽，Au0越小。 2、为了获得高增益，宽频带，除了选用yfe较大的晶体管外，应该尽量减小谐振回路的总电容C?，但是这样会导致系统的稳定性变差。 3、对于宽带而言，要使Au0尽量大，谐振曲线不稳定是次要的，因为频带很宽；对于窄带放大器，C?尽量大，使谐振曲线稳定（不会使通频带改变，以至引起频率失真）。 1 3 指标4——矩形系数 例：图中所示的单调谐回路放大器中，工作频率为10MHz，晶体管参数: |yfe|=58.3mS，gie=1.2mS，Cie=12pF，goe=400μS，Coe=9.5pF，回路电感L=1.4μH，接入系数p1=0.9，p2=0.3，空载品质因数Q0=100。假设yre=0，求： 1）谐振时电压增益Au0；功率增益Ap 2）谐振回路电容C之值； 3）通频带2Δf0.7； 4）若R4=10kΩ，试比较并联R4前后的通频带和增益。 2.6 多级单调谐放大器 Au1 Au2 Aun 例 某中频放大器的通频带为６MHz, 现采用两级或三级相同的单调谐放大器, 两种情况下对每一级放大器的通频带要求各是多少？ 所以, 要求每一级带宽 同理, 当ｎ＝３时, 要求每一级带宽 解: 当n=2时, 因为 (2) n 级放大器的矩形系数 级数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 矩形系数Kn01 9.95 4.90 3.74 3.40 3.20 3.10 3.00 2.93 2.89 2.85 2.56 可知: ｎ级相同的单调谐放大器的总增益比单级放大器的增益提高了, 而通频带比单级放大器的通频带缩小了, 且级数越多, 频带越窄。 In another word：如多级放大器的频带确定以后, 级数越多, 则要求其中每一级放大器的频带越宽。所以, 增益和通频带的矛盾是一个严重的问题, 特别是对于要求高增益宽频带的放大器来说, 这个问题更为突出。这一特性与低频多级放大器相同。 2.7 小信号谐振放大器的稳定性 共射电路由于电压增益和电流增益都较大, 所以是谐振放大器的常用形式。 以上我们在讨论谐振放大器时, 都假定了反向传输导纳ｙre＝０, 即晶体管单向工作, 输入电压可以控制输出电流, 而输出电压不影响输入。 实际上ｙre≠0, 即输出电压可以反馈到输入端, 引起输入电流的变化, 从而可能引起放大器工作不稳定。 如果这个反馈足够大, 且在相位上满足正反馈条件, 则会出现自激振荡。 ① 放大器的稳定系数 调谐放大器等效电路 S越大，放大器越稳定.对于一般放大器来说， 就可以认为是稳定的。 稳定系数与电路参数的关系 见书