W第2章 高频小信号放大器-2

当并联谐振回路作为放大器的负载时，晶体管的集电 极和后面的负载一般不直接接入谐振回路,而是采用 部分接入的方式。部分接入，可降低晶体管的集电极 输出电阻rce和负载电阻RL对谐振回路的影响，有利 于提高回路的有载品质因数。
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三、并联谐振回路的耦合联接 与接入系数
接入系数定义： 转换前的感抗（或容抗） p 转换后的感抗（或容抗） 转换前的圈数 转换后的电容 = = 转换后的圈数 转换前的电容
在谐振时电容上的电压同样为信号源电压的 Q0倍，仅相位与电感上的电压相位相反，因 此串联谐振称为电压谐振。
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2、LC 并联谐振回路

1 (r j L) 1 jC 阻抗 Z (r j L) / / jC r j ( L 1 ) L r C I S L 1 C Z 1 Cr 1 r j ( L ) j (C ) C L L 1 1 RP / / / / j L 1 1 1 jC L 1 j L Cr jC I S
说明：y是复数，含容抗部分，随信号频率变化
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二、晶体管混合∏等效电路
1 rbc Cbc
1 rce Cce
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三、晶体管高频参数
定义：β是晶体管共e电流放大倍数，其数值大小与 工作（信号）频率有关，原因是晶体管的结电容在 信号频率高到一定时，流过的电流不可忽略。
0
0
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R2 jX 2 r1 jX 1 R2 jX 2
2 2 R2 X 2 R2 X2 2 j 2 2 2 R2 X 2 R2 X 2 2 2 R2 X 2 R2 X2 r1 2 , X1 2 2 2 R2 X 2 R2 X 2
X1,X2是感抗值或容抗值
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讨论
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（一）变压器耦合联接的变比关系
2 U2 U12 P2 ,P , P 1 1 P 2 RL RL
N2 据定义p N1 1 RL RL 2 p
实现了阻抗变换
U12 N1 2 2 RL ( ) RL RL U2 N2
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（二）自耦变压器耦合联接的变比关系
2 C
p
1 C2 1 1 C1 C2

1 C2 1 1 C1 C2
C1C2 1 1 2 Q RLS ( RL ) RLS 2 2 C1 CRLS C RLS C2 C2 C C2 C2 C1 C2 2 C2 C1 C2 2 2 RL ( ) RL RL C C1 2 实现了阻抗变换 RL p
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第三节 晶体管高频小信号等效电路 一、晶体管y参数等效电路（以共e接法为例）
y U I1 y11U 1 12 2 yU i 1 yrU 2 y U yU yU I y U
2 21 1 22 2 f 1
o 2
受控电流源
/U y11 yi I 1 1
1 2
、I 为参变量， I 1 2 得到y参数系的方程组
I 2 y21U1 y22U 2 y f U1 yoU 2
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y U y U yU y U I 1 11 1 12 2 ie 1 re 2 y U I 2 21 1 y22U 2 y feU1 yoeU 2
r1 R X
2 2 2 2
类似于Q0，定义串联回路的品质因数Q1=X1/r1 ， 2 并联回路的品质因数Q2=R2/X2 R2 X 2
X R 可以证明Q1 1 2 Q2 Q r1 X2
2 X2 R2 R2 1 r1 2 R2 , 2 2 2 R2 R2 X 2 Q 1 1 2 X2 2 R2 X2 X1 2 2 R2 X 2
p 2 g L，电纳BL p 2 BL 导纳YL g L jBL，电导g L p 2YL 导纳YL
第一次课end
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第三节 晶体管高频小信号等效电路 一、y参数等效电路（以共e接法为例）
y U yU yU 根据两端口网络理论， I1 y11U 1 12 2 i 1 r 2 、U 为自变量， 选U
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（四）电压源部分接入
VS N2 p ，VS N1 N 2 p
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（五）电流源部分接入
N2 pI s p ，I S N1 N 2
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（六）接入系数与物理量的换算
转换前的容抗 转换后的电容 转换前的感抗（圈数） = p 、 p 转换后的感抗（圈数） 转换后的容抗 转换前的电容 Vg RL pI g RL , Vg , Ig 2 p p R XL L 阻抗Z L RL jX L，电阻RL ，电抗 X L p2 p2 ZL 2 阻抗Z L p
Q0
0 L
r

1 L 1 r LC r
L C
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谐振时电容C上的电压
1
V C0
V 1 1 S I0 j jVS j 0 C 0 C r 0Cr
1 L 2 0 L 0 L 1 LC Q0 r 0 r 0 r 0Cr jV Q V C0 S 0
流过电感的电流在谐振时同样为信号源电流 的Q0倍，仅相位与流过电容的电流相位相反， 因此并联谐振称为电流谐振。
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空载品质因数Q0
（ Gp = G0
1 1 L 0Cr r C
由r、RP、Gp的定义
Q0
0 L
r
Rp = R0) L RP Cr
，
1 L L 2 0 L 0 L LC RP 1 Cr Q0 r 0 r 0 r 0 L 0 L 0 LG p
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第2章 高频小信号放大器
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第2.1节 概 述
2.1.1 高频小信号放大器的功能
功能：实现对微弱的高频信号进行不失真的放大。 特点有二： （1）信号频率高，放大器晶体管的极间电容的作用不能忽 视。 （2）输入信号小，可以认为放大器的晶体管（场效应管） 是在线性范围内工作。将晶体管（场效应管）看成线性元 件，等效为二端口网络。即，放大器工作于线性放大状态。 例如，当输入信号电压为ui=Uimcosωt时，输出信号 电压uo=AuUimcosωt。振幅变大Au倍，而输入输出信号频谱 完全相同。
推导β
I 定义 c |U 0 Ib ce
g U I c m be U ( g ｊ (C C )) I b be be be bc I gm g m rbe c I b gbe ｊ (Cbe Cbc ) 1 ｊ rbe (Cbe Cbc ) 令 0 g m rbe，为在低频时，晶体管的电流放大系数
（4）噪声系数:输入信噪比/输出信噪比
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第二节 有关知识
一、LC 谐振回路的特性（补充）
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1、LC 串联谐振回路
L
r

r 代表电感的损耗电阻


V L
V S

C

I

V C
1 1 阻抗 Z r j ( L ) 电抗 X L C C 假设V S V S 回路电流 I 1 r j ( L ) C
同上可以推出： N1 N 2 2 ( RL ) RL N2
N2 RL 2 p ，RL N1 N 2 p
实现了阻抗变换
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（三）双电容分压耦合联接的变比关系
RLS
RL RL 1 , 2 2 2 2 2 2 QC 2 C2 RL C2 RL
CC C 1 2 C1 C2
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讨论
1 1 X 0 L 0 0C LC
0
ω0称为串联谐振回路的谐振频率 谐振时，阻抗 Z = r，最小，为纯电阻
在其它频率上 X ≠ 0, ω >ω0,回路呈感性;ω <ω0,回路呈容性
串联谐振时的电路中的电流最大，且与外加 V 电压同相 I S
,
2 R2 X2 X1 2 2 R2 X 2
1 R2 (Q 1)r1 Q r1，X 2 (1 2 ) X 1 X 1 Q
2 2
X2 X2 2 1 X2 1 2 1 2 Q R2
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三、并联谐振回路的耦合联接与接入系数
1 QL ) o L(G p GL p 2 GL , p 1 GL
ω0称为并联谐振回路的谐振频率 谐振时,阻抗 Z =1/Y=RP=L/Cr,最大,且为纯电阻 在其他频率上 B ≠ 0, Z 变小 ω >ω0,回路呈容性;ω <ω0,回路呈感性 并联谐振时的电压最大，与外加电流同相
I V 0 S L Cr
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谐振时流过电容C的电流
I C0
V 0 L L 0 j0C IS j IS 1 Cr r j0C
r 代表电感的损耗电阻，由右一图
I L
L
I C
C
V
r


V

L 得到RP Cr
C
L
RP
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讨论
1
1 导纳 Y GP jC GP j (C ) jL L 1 电纳 B C L 1 1 0 B 0 C 0 0 L LC
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2.1.2 分类与用途
分类：
按信号的频谱宽窄：宽频带、窄频带放大器； 按器件：晶体管、场效应管、集成电路放大器； 负载的性质：谐振、非谐振
用途：
接收机的前置高频放大器、中频放大器