高频小信号放大器.doc

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1、第6章高频小信号放大器一、学习目标与要求1.掌握单调谐回路谐振放大器工作原理的分析方法，理解提高稳定性措施；2.了解同步调谐放大器和双参差调谐放大器工作原理；3.了解双调谐放大电路，能够识读各种类型的谐振放大器电路；4.了解集中选频放大器电路；了解噪声概念；二、学习要点（一）高频小信号放大器的分类（l）按器件分类高频小信号放大器若按器件分可分为晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器。(2)按通带分类高频小信号放大器若按通带分可分为窄带放大器、宽带放大器。（3）按负载分类高频小信号放大器若按负载分可分为谐振放大器、

2、非谐振放大器。本章重点介绍单级窄带负载为I．C调谐回路的谐振放大器，这种放大器不仅有放大作用，而且有选频作用。对其他器件的单级谐振放大器、各种级联放大器以及集成电路放大器这略加讨论。（二）高频小信号放大器的质量指标1.增益（放大系数）放大器输出电压Vo(或功率P。)与输入电压Vi（或功率Pi）之比，称为放大器的增益或放大倍数，用Av（或AP）表示（有时以dB数计算）。我们希望每级放大器在中心频率（谐振频率）及通频带处的增益尽量大，使满足总增益时级数尽量少。电压增益：(6-1)功率增益：（6-2）2.通频带放大器的电压增

3、益下降到最大值的0，7（即v／1）倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带，用B＝2△f0.7表示，如图3－l所示。2△f0.7也称为3分贝带宽。图6－1高频小信号放大器的通频带与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回路的形式和回路的等效品质因数Qe。此外，放大器的总通频带，随着级数的增加而变窄，并且，通频带愈宽，放大器的增益愈小。83．选择性从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性，选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。矩形系数（见图6-2）：(6-3)2△f0.1为

4、放大倍数下降至0．1处的带宽，Kr0.1愈接近于1越好。Kr0.1表示对邻值干扰的抑制能力。图6-2理想的与实际的频率特性4．工作稳定性工作稳定性是指在电源电压变化或器件参数变化时，增益、通频带、选择性三个参数的稳定程度。为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。5．噪声系数放大器的噪声性能可用噪声系数表示：(6-4)NF越接近1越好。在多级放大器中，前二级的噪声对整个放大器的噪声起决定作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。以上这些要求，相互之间既有联系又有矛盾。增

5、益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一对矛盾。因此应根据需要决定主次，进行分析和设计。（三）晶体管高频小信号等效电路与参数高频小信号放大器由于信号小，可以认为它工作在晶体管的线性范围内，常采用有源线性四端网络进行分析。y参数等效电路和混合π等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型。y参数与混合π参数有对应关系，y参数不仅与静态工作点有关，而且是工作频率的函数。晶体管在高频运用时，它的等效电路不仅包含着一些和频率基本没有关系的电阻，而且还包含着一些与频率有关的电容，这些电容在频率较高时的作用是不能忽略的。晶体管在高频运用

6、时s它的等效电路主要有两种表示方法，形式等效电路和物理模拟等效电路（混合t等效电路）。1．形式等效电路（y参数等效电路）形式等效电路把晶体管等效为有源四端网络，高频等效电路中主要采用y参数进行分析，即U1、U2，为自变量，I1，、I2为参变量。8图6-3为晶体管共发电路的y参数等效电路。（6-5）（6-6）其中，称为输出短路时的输入导纳；称为输入短路时的反向传输导纳；称为输出短路时的正向传输导纳；称为输入短路时的输出导纳。2．物理模拟等效电路（混合π等效电路）图6-4为晶体管混合π等效电路图中各元件名称及典型值范围如下

7、：ｒbb′：基区体电阻,约１５Ω～５０Ω。ｒb′e：发射结电阻re折合到基极回路的等效电阻,约几十欧到几千欧。ｒb′c：集电结电阻,约１０kΩ～１０MΩ。ｒce：集电极—发射极电阻,几十千欧以上。ｃb′e：发射结电容,约１０皮法到几百皮法。ｃb′c：集电结电容,约几个皮法。ｇm：晶体管跨导,几十毫西门子以下。3．混合π等效电路的简化由于集电结电容Cb′c跨接在输入输出端之间,是双向传输元件,使电路的分析复杂化。为了简化电路,可以把Cb′c折合到输入端b′、e之间,与电容Cb′e并联,其等效电容为：

8、CM=(1+gmR′L)Cb′c(2.1)即把Cb′c的作用等效到输入端,这就是密勒效应。其中gm是晶体管跨导,R′L是考虑负载后的输出端总电阻,CM称为密勒电容。另外,由于rce和rb′c较大,一般可以将其开路。这样,利用密勒效应后的简化高频混合π型等效电路如图（6—4）所示。8图6—5简化高频混合π型等效电路（四）晶体管