Chapter3 高频小信号放大器V1.0.ppt

西安邮电大学 第三章 高频小信号放大器 第三章 高频小信号放大器 主要内容 高频小信号放大器的指标（3.1） 晶体管高频小信号等效电路与参数（3.2） 晶体管高频小信号谐振放大器（3.3、3.4） 小信号谐振放大器的稳定性（3.6） 本次课主要内容 掌握高频小信号放大器的特点、指标（3.1） 掌握Y参数等效模型、y参数和∏参数之间关系（3.2） 掌握晶体管高频参数（3.2） 了解∏参数模型（3.2） 高频放大的必要性 无线信号——无线信道——有衰减 远距离传输——距离越远——衰减越大 接收设备接收到的高频电平——只有微伏级 高频小信号放大器主要应用于接收设备中的高频放大器和中频放大器中 概 述 小信号放大 放大器工作在线性区，可以应用二端口网络分析 信号频谱——输入与输出完全相同 高频小信号放大器的特点 高频小信号放大器的特点 有源放大元件 选频网络 晶体管、场效应管、集成运放 LC谐振 晶体、陶瓷、声表面波等固体滤波器 B/f0小----谐振回路作为负载 信号频谱宽度——有限 噪声、干扰——全频范围 目的：提取有用信号，抑制无用信号 高频小信号放大器的指标 1 增益 电压增益 (Au) ：放大器输出电压与输入电压之比 功率增益(AP) ：放大器输出功率与输入功率之比 有源放大元件 选频网络 晶体管、场效应管、集成运放 LC谐振 晶体、陶瓷、声表面波等固体滤波器 高频小信号放大器的指标 2 中心频率 F0 调谐放大器的工作频率 一般为几百KHz~几百MHz 调谐放大器的主要指标 选择有源器件和计算谐振回路参数的依据 有源放大元件 选频网络 晶体管、场效应管、集成运放 LC谐振 晶体、陶瓷、声表面波等固体滤波器 高频小信号放大器的指标 2 通频带 B 放大器的电压增益下降到最大值的 倍时所对应的频带宽度。常用 B 或者 2△f0.7 表示。 输入信号的频率在通频带内的信号正常放大 通频带外的信号不能正常放大，即电压增益小，可近似认为不能通过放大器 3 矩形系数 Kr0.1 矩形系数表征放大器选择性好坏的一个 选择性：表示选取有用信号，抑制无用信号的能力 理想：——矩形 高频小信号放大器的指标 高频小信号放大器的指标 4 工作稳定性 指放大器的直流偏置、晶体管参数、电路元器件参数等发生变化时，放大器主要性能的稳定程度 主要不稳定现象： 增益变化 中心频率偏移 通频带变化 谐振曲线变形 自激——最坏情况 5 噪声系数 NF 表征放大器性能好坏的一个参量 晶体管高频小信号等效电路 y参数等效电路 适合于窄频带、小信号放大器 混合π等效电路 适合于宽频带、小信号放大器 在分析高频小信放大器时，采用Ｙ参数等效电路进行分析是比较方便的，——以y参数等效电路为主。 y参数等效电路 二端口网络的y参数测量 二端口 网络 u1 u2 i1 i2 四个参数均具有导纳量纲 节点电流方程 Y参数： 共发射极晶体管y参数 y参数等效电路 Yie是晶体管输出端短路时的输入导纳，反映了输入电压对输入电流的控制作用。 yie=gie+jωCie Yfe是晶体管输出端短路时的正向传输导纳，反映了输入电压对输出电流的影响，即反映了晶体管的放大能力。 Yre是晶体管输入端短路时的反向传输导纳，反映了输出电压对输入电流的影响，即晶体管内部的反馈作用。 Yoe是晶体管输入端短路时的输出导纳，反映了输出电压对输出电流的作用，其倒数是电路的输出阻抗。 yoe=goe+jωCoe 二端口 网络 u1 u2 i1 i2 共发射极晶体管 y参数等效电路 二端口 网络 u1 u2 i1 i2 节点电流方程 等效y参数模型 共发射极晶体管—输入、输出阻抗 y参数等效电路 混合π等效电路和y参数等效电路关系 Cbe rbb Cbc rbc rbe ube rce gm ub’e e b rce rbc ree Cbe Cbc rbb rbe c rcc b gm ub’e 共发射极晶体管 其中： 混合π等效电路和y参数等效电路关系 Cbe rbb Cbc rbc rbe ube rce gm ub’e 共射短路电流放大系数β：是指混合π型等效电路输出交流短路时, 集电极电流Ic与基极电流Ib的比值。当输出端短路后, 若忽略rb′c， rb′e 、Cb′e和Cb′c 三者并联。 其中 Cbe rbb Cbc rbc