第三章高频谐振放大器概述

高频电子线路
二、放大器性能分析 1．晶体管的高频等效电路
晶体管的高频小信号等效电路主要有两种表示方法：
物理模型等效电路：混合 p 参数等效电路。
网络参数等效电路： Y 参数等效电路。
混合π型等效电路是从模拟晶体管的物理结构出发，用 集中参数元件r，C和受控源表示晶体管内的复杂关系。
Y参数等效电路是从测量和使用的角度出发，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
9
高频电子线路
b I b + U b
e
图（a）
I c
+
c +
I b
U b
YreU c
Yie
I c
Yoe
U c
e
-
Y feU b
+ U
c
-
图（b）
图 (a)将共发接法的晶体管等效为有源线性四端网络。图
b和 I c为其对应电流。以 b， c 表示晶体管输入和输出电压， 中U I U
对高频小信号放大器的主要要求是：
⑴增益要高。 ⑵频率选择性要好。 ⑶噪声系数NF要小。 ⑷工作稳定可靠。
4
高频电子线路
第一节 高频小信号放大器
一、高频小信号放大器的工作原理
3
1
4
5
UCC
RL
2
Rb1
V
2
C
L
3
5
1
Rb 2
4
Cb Re
Ce
高频小信号谐振放大器实际线路
高频小信号谐振放大器交流等效电路 5
2
高频电子线路
第一节 高频小信号放大器
高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线 电设备中的高频小信号，以便作进一步的变换和 处理。
高频小信号放大器按频带宽度可以分为窄带放大 器和宽带放大器。 按有源器件可以分为以分立元件为主的高频放大 器和以集成电路为主的集中选频放大器。
3
高频电子线路
第一节 高频小信号放大器
图3-2 (a)晶体三极管混
等效电路
8
高频电子线路
混合π型等效电路的优点是：各元件参数物理意义明 确，在较宽的频带内这些元件值基本上与频率无关。 缺点是，随着器件不同有不少的差别，分析和测量不 便。因此，混合π型等效电路比较适合宽频带放大器。 * Y参数 等效电路 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。
高频电子线路
第三章 高频谐振放大器
第一节 高频小信号放大器 第二节 高频功率放大器的原理与特性
第三节 高频功放的高频特性
第四节 高频功率放大器的实际线路 第五节 高频功放、功率合成与射频模块放大器
1
高频电子线路
第三章 高频谐振放大器
第一节 高频小信号放大器 本节重点：高频小信号谐振放大器的 工作原理及性能指标计算。 难 点：谐振放大器的性能分析。
15
高频电子线路
2、提高放大器稳定性的方法
为了提高放大器的稳定性 , 通常从两个方面着手。 一是从晶体管本身想办法, 减小其反向传输导纳ｙre 值。ｙ re 的大小主要取决于集电极与基极间的结电 容Ｃb’c （由混合π 型等效电路图可知, Ｃb’c跨接在 输入、 输出端之间）, 所以制作晶体管时应尽量使 其Ｃb’c减小, 使反馈容抗增大, 反馈作用减弱。 二是从电路上设法消除晶体管的反向作用, 使它单向 化。 具体方法有中和法与失配法。
Cb’c 将输出交流电流反馈到输入端，可能会引起放大器自激。 rbb’在共基电路中会引起高频负载反馈，降低晶体管的β。
7
高频电子线路
Cb'c rbb' rb'c Cb'e ub'e rb'e gm ub’e rce
频率较高时，Cb′ c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。简化后的等效电路为： ′
11
高频电子线路
2、放大器的性能参数
图中信号源用电流源Is表示，Ys是电流源的内导 纳，负载导纳为YL′，它包括谐振回路的导纳和负 载电阻RL的等效导纳。忽略管子内部的反馈，即 令Yre=0，由图可得：
12
高频电子线路
主要性能指标
K0.1=9.95
13
高频电子线路
上式说明,谐振时K 与回 路总电导g∑成反比，与晶体管 正向传输导纳Yfe成正比。|Yfe| 越大，| K|越大。负号表示输 出电压与输入电压有180°的 相位差。因为，Yfe本身是一 个复数,也有一个相角Φfe 因此 o U I Φfe-180°。 与 的相位差应为 U 只有频率较低时Φfe=0, 与 o -180 I°。 U U 相位差为
单调谐放大器的矩形系数 远大于1，也就是说，它的谐 振曲线和矩形相差甚远，选择 性差，这是单调子线路
三、高频带谐振放大器的稳定性 1、放大器的稳定性 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ｙ re≠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。
6
高频电子线路
二、放大器性能分析 1．晶体管的高频等效电路
* 混合π 等效电路
c rcc b Cb'c rbb' Cb'e rb'c b' rce rb'e gm ub’e rbb' rb'c Cb'e ub'e rb'e gm ub’e rce Cb'c
ree
e
注意：C b’c 和 rbb’的存在对晶体管的高频运用是十分不利的。
+ U
c
-
b = YieU b YreU c I c = Y feU b YoeU c I
b I Yie = |U c = 0 输出交流短路时的输入导纳 Ub c I Y fe = |U c =0 输出交流短路时的正向传输导纳 b U b I Yre = |U b = 0 输入交流短路时的反向传输导纳 Uc c I Yoe = |U b =0 输入交流短路时的输出导纳 c U
性方程为：
b， c 为自变量， b和 I c 为因变量，则描述它们之间的关系的线 U U I
b = YieU b YreU c I c = Y feU b YoeU c I
10
高频电子线路
I b
+
U b
Yie
I c
YreU c
-
Y feU b
Yoe