单调谐放大器

2.3 单调谐放大器按调谐回路分----单调谐放大器双调谐放大器参差调谐放大器按晶体管连接方法分----共b、共e、共c 放大器•重点讲共发射极（共e）单调谐放大器一、技术指标1.放大能力表示。

用谐振时的放大倍数K2.选频性能(1) 通过有用信号的能力即具有一定的通频带。

放大器能有效放大的频率范围(2)抑制无用信号的能力即有足够的选择性。

放大器对其他频率信号抑制能力的衡量。

二、工作原理1. 电路组成2. 电压放大倍数K20200N N r Z r I Z I N N U U U U U U K i AB i b AB b i AB AB i ββ====210)(N N Z Z AC AB =02210)(N N N N r Z K i AC β=)()(1210N N N N Z r K AC i β=因为：所以：3. 谐振电压放大倍数K 0谐振时，谐振电压放大倍数L 0AC Z R Q Lω==问题：以前讲的信号源内阻如何反映在单调谐电路中？020L 0i 11()()N N K Q L r N N βω=三、选频性能1. K －f 特性2.K/K 0－f 特性3. 通用谐振曲线02i 11()()AC N N K Z r N N β=2200L 011()K K f f Q f f =+−L 0220L 01()AC Q LZ f f Q f f ω=+−0L 0222i 110L 0()()1()N Q L N K r N N f f Q f f ωβ=+−0220L 01()K f f Q f f=+−代入得2200L 011()K K f f Q f f =+−K/K 0--f 特性K--f 特性ξ=00L 0()f f Q f f ξ=−广义失谐量在谐振点附近L 02f Q f ξΔ= 2011ξα+==K K α仅与ξ有关，所以不管Q 如何变化，均可用同一条曲线表示----------通用特性曲线。

0=Δf 1ξ±=0.707111α=+=可见对应于通频带的上下边界1ξ±=2200L 011()K K f f Q f f =+−四、调谐放大器的最大增益、阻抗匹配条件K 0受多种因素影响，一般是采用通过调整匝比的方法获得高的增益。

020L 0i 11()()N N K Q L r N N βω=是不是，愈大愈好?为什么？要保证一定的Q ，又要达到尽可能高的增益，则有一个最佳匝比。

10N N 12N N0ce 1L 02N r N Q L ηω=2L 1L 02N R N Q L ηω=最佳匝比：阻抗匹配0max ce Li 2K r R r βη=最大增益：00Q Q Q L −=η00(dB)20lg L Q Q Q η−=谐振电路的效率谐振电路的插入损耗式中：''L ce R r=当变换到谐振电路的负载等于变换到谐振电路的内阻时，可得到最大的增益。

'ce r 'LR晶体管在低频工作时，常将晶体管的电流放大系数（）看成与频率无关的常数。

但晶体管在高频工作时，电流放大系数与频率有明显的关系，频率越高，电流放大系数越小。

这直接导致管子的放大能力下降，限制了晶体管在高频范围的应用。

βα、2.4 晶体管高频等效电路及频率参数高频晶体管放大器的分析方法•非线性分析方法（大信号功率放大器）•等效电路分析方法•定义：将晶体管这样的非线性器件，在一定条件下近似地用一些线性元件所构成的线性电路来代替•线性元件：元件参数与通过元件的电流或施加在其上的电压无关。

例如：电阻、电感、电容等•非线性元器件：元器件参数与通过的电流或施加在其上的电压有关。

例如：二极管、三极管等等•一定条件：在小信号情况下，晶体管工作在特性曲线很小的范围内。

在这个足够小的范围内，其特性曲线可以近似认为呈直线。

此时可以将晶体管看成一个线性器件，用等效的线性电路分析。

–等效途径（1）物理等效电路：从晶体管的物理作用出发，将晶体管的各个部分用适当的线性等效元件来模拟。

π例如：混合等效电路（特点：其元件参数与频率无关，有明确的物理意义，但是参数的确定过程很复杂）（2）网络等效电路：不考虑晶体管内部的物理作用机理，完全从网络的外特性出发，经过一定的计算，用适当的电路来等效。

例如：h参数等效电路（低频）、y参数等效电路（高频）特点：形式上一致，表达式具有普遍意义，但是每个参数都与频率有复杂的关系，物理概念不明确。

•h参数与y参数的区别：–h参数等效电路将晶体管等效地看成是由一些与频率无关地电阻所组成的有源四端网络，并用一些参数来表示，形式简单，但应用范围受限。

–Reason：当频率变高时，晶体管的输入阻抗、输出阻抗、电流放大系数都发生了变化，在高频运用时，晶体管的等效电路不仅由与频率无关的电阻组成，还必须包括随频率变化的电抗成分。

一、晶体管混合型等效电路晶体管在高频工作时，常用混合型等效电路来分析。

该等效电路共有8个元件。

ππmSg pF C k r pFC M r r pFC r m ce ce c b c b b b e b e b 5051005125500150==Ω==Ω=Ω==Ω=′′′′′共发射极混合型等效电路π1.R b’e 是发射结的结电阻。

一般是几百欧。

2.R b’c 是集电结电阻。

约为10k Ω至10M Ω。

3.r bb ’是基极体电阻。

高频晶体管在15∼50Ω之间。

4.r ce 是集－射极电阻。

它表示集电极电压对电流的影响。

它的数值一般在几十千欧以上，典型值为30∼50k Ω。

5.电流源g m U b ’e 代表晶体管的电流放大作用，它与加到发射结上的实际电压U b ’e 成正比，比例系数g m 称为晶体管的跨导。

0e m b e 26I g r β′=≈'0b e e 26(1)()r I mA β=+6．C b’e是发射结电容。

它随工作点电流增大而增大。

它的数值范围为20pF∼0.01µF；7．C b’c是集电结电容。

它随c、b间反向电压的增大而减小，它的数值是10pF上下；8．C ce是集－射极电容。

这个电容通常很小。

一般在2∼10pF之间。

'b c r ce C π在实际应用中，考虑到高频时，的容抗较小，和它并联的基－集电阻可忽略；此外，集－射极电容可以合并到集电极回路之中，则得到简化的混合型等效电路。

'b c Cπ简化的混合型等效电路二、晶体管的高频放大能力及频率参数1. 晶体管的高频放大能力共发射极短路电流放大系数：'''b ec m 001b e b e b U I g U I r ββ===c b10ce b b0I I U I I ββ=== 在低频情况下，，则。

高频时，，故，即高频的值低于低频值。

b1bI I = 0ββ=b1b I I < o ββ<β0βf ↑，高频放大能力↓2. 晶体管的频率参数(1)截止频率（共射截止频率）：下降到0.707 时的频率。

(2)特征频率f T下降到1时的频率。

(3) 截止频率（共基截止频率）：下降到0.707 时的频率。

(4）最高振荡频率f max晶体管的共射极接法功率放大倍数K p下降到1时的频率。

βββf 0βαααf 0α（1）当时，此时即相当于低频的情况；（2）在的附近，开始随f 增加而下降，当时，降到的0.707；（3）当时,1j f f βββ=+ ,,b e b e12πf C r β=式中讨论：βf f <<0ββ=βf f ≈ββf f =0ββf f >>00T f f ff f f βββββ≈==（定义）T 0f f ββ=在实际工作中，为了不使过小，至少满足βT (3~5)f f =工作3. 三个频率参数之间关系、、三个频率的关系式中是一个系数，通常在0.6∼0.9之间，随晶体管类型而异。

αf βf T f T ,f f f βα<<00T f f f βαβγα==γ例如：T 100MHzf =1000=β00.99α=则可推算出T 01001MHz 100f f ββ===T 0100126MHz(0.8)0.80.99f f αγγα====×设三、晶体管Y 参数等效电路1.输入端和输出端的电流－电压关系b ie b rec c fe b oe c I y U y U I y U y U ⎧=+⎪⎨=+⎪⎩ ie y 、re y 、fe y 、oey 是描述这些电流－电压关系的参数，这四个参数具有导纳的量纲，故称为四端网络的导纳参数，即Y参数。

晶体管Y 参数电路模型b ie b rec cfe b oe c I y U y U I y U y U ⎧=+⎪⎨=+⎪⎩2. Y 参数的物理意义C b ie b0U I y U == 晶体管的输入导纳它说明了输入电压对输入电流的控制作用。

C c fe b0U I y U == b b re c 0U I y U == 正向传输导纳它表示输入电压对输出电流的控制作用反向传输导纳它代表晶体管输出电压对输入端的反作用。

b c oe c 0U I y U == 晶体管的输出导纳它说明输出电压对输出电流的控制作用。

π四、混合型等效电路参数与Y参数的关系'''''b e b eie bb b e b e j 1(j )g C y r g C ωω+=++'''m fe bb b e b e 1(j )g y r g C ω=++''''b cre bb b e b e j 1(j )C y r g C ωω−=++'''''mb c bb oe b c bb b e b e j j 1(j )C r g y C r g C ωωω′=+++π•晶体管的混合型等效电路分析法物理概念比较清楚，对晶体管放大作用的描述较全面，各个参量基本上与频率无关。

因此，这种电路可以适用于相当宽的频率范围。

但该等效电路比较复杂。

•Y参数等效电路是从外部来研究晶体管的作用。

而且在实际中，高频放大器的谐振回路、负载阻抗和晶体管大都是并联关系的。

因此，在分析放大器时，用Y参数等效电路比较适合，因为这时各并联支路的导纳可以直接相加，运算方便，此外，晶体管的Y参数可以用仪器直接测量。

π•总之，混合型等效电路和Y参数等效电路是对同一对象（晶体管）两种不同的等效分析方法，各有特点，在实际中可根据具体情况选择采用哪一种方法。

2.5 高频调谐放大器一、单级高频调谐放大器的电压放大倍数三级高频单调谐回路放大器是回路本身的谐振电导，是集电极c的接入系数，是负载导纳的接入系数是放大器的输出导纳，是下级放大器的输入导纳，它作为谐振回路的负载。