高频电子线路(第四章 高频小信号放大器)

举例：若一个小信号放大器的增益为40dB，其实际电压放大倍数是多少?
Vo 解 : 因为Av = 20 lg = 40dB Vi 所以 lg Vo =2 Vi 放大倍数 Vo = 100(倍) Vi
5
第四章 高频小信号放大器
§4.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（2）通频带
定义：放大器的电压增益下降到最大值的 0.7（即1/ 2 ）倍时，上、下限频率之间的 频率范围称为放大器的通频带，用 B = 2∆f 0.7 表示。也称为3dB带宽。
B2
4 YL 5
Rb2
Cb
Re
Ce
高频交流等效电路的画法原则： 高频交流等效电路的画法原则： (i)地与 地与Vcc都接入交流地 地与 都接入交流地 (ii)旁路电容视为短路 旁路电容视为短路 (iii)大电阻可视为开路 大电阻可视为开路
25 放大
分析第① 分析第①步： 画小信号等效电路） 画小信号等效电路）−1 ≈ β0 fβf fβ
fT
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第四章 高频小信号放大器 §4.2.4 晶体管的高频参数
2 特 征 频 率 f T （续） fT ∴β = 由上一页 f T ≈ β 0 f β ∴ β 0 ≈ fβ
β0
f 1+ fβ
2
≈
fT f β f 1+ fβ
谐振放大器（以谐振电路作为负载） 非谐振放大器（以滤波器作为负载）
4
第四章 高频小信号放大器
§4.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（1）增益（放大倍数） ）增益（放大倍数）
Vo 电压增益Av = Vi
Vo 用分贝（dB）表示应为Av = 20 lg Vi
Po 功率增益Ap = Pi Ap = 10 lg Po Pi
一个理想的放大器其主要指标（如增益、 通频带、中心频率等）应不随时间和外界 变化而变化，谓之稳定。 反之则为不稳定，不稳定的极限情况是自 激（无规则的、失控的正反馈）。 提高稳定性，避免自激的措施有
合理选择器件、合理设计PCB布局布线 单级的增益不要过高 加入稳定电路（如负反馈电路）等
8
第四章 高频小信号放大器
v BE
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第四章 高频小信号放大器
§4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数
§4.2.1 形式等效电路（主要介绍y参数）
I2
图中，若以V1和V2为 自变量， I1和I2为参 变量，列出表达式：
I1 + V1
-
+ V2
-
& & & I1 = yiV1 + yrV2 & & & I =y V +yV
2 f 1
yL
输出回路 输入回路 晶体管 VT C
3 L2 1 5 4
B1
Cb'c rbb' rb'c Cb'e ub'e rb'e gm ub’e rce
Cb'c b rbb' Cb'e
rb'c b' rce rb'e ree e
gm ub’e
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第四章 高频小信号放大器
§4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数
§4.2.3 混合π参数和y参数的转换
参数转换成y参数 （经常用的是将π参数转换成 参数） 经常用的是将 参数转换成 参数）
矩形系数 抑制比
矩形系数 K r 0.1 =
2∆f 0.1 2∆f 0.7
矩形系数越小，曲线越接近矩形，选择 矩形系数越小，曲线越接近矩形， 调谐放大器电压增益的频率特性曲线 7 性越好，矩形系数最小值为 1 性越好，
第四章 高频小信号放大器
§4.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（4）工作稳定性
o 2
其中的 yi、yr、yf、yo 合称为 y 参数 可以看出4个参数均为导纳量纲，故其称为 y 参数 个参数均为导纳量纲，
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第四章 高频小信号放大器 §4.2.1 形式等效电路（y参数）
根据y参数公式画出y参数等效电路
这个等效电路非常重要，希望同学们记住。
I2 I1 + V1
-
I1 + V1
本节主要内容
单调谐回路谐振放大器的典型电路 §4.3.1 电压增益的分析 §4.3.2 功率增益及插入损耗 §4.3.3 通频带与选择性
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第四章 高频小信号放大器
单级单调谐回路谐振放大器 单调谐 谐 振 放 大 器 耦合回路 多级耦合回路谐振放大器 多级单调谐回路谐振放大器
单级耦合回路谐振放大器
§4.1 概述
二、高频小信号放大器分类
按所用的材料分类：
晶体管（BJT) 场效应管（FET) 集电电路（IC)
通过学习基于晶体管的谐振放 大器来掌握基本原理，其他类 大器来掌握基本原理， 型的放大器原理基本相同。 型的放大器原理基本相同。
按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器 按电路形式：单级放大器和多级放大器 按负载性质：
第四章 高频小信号放大器 §4.3 单调谐回路谐振放大器
二 高频交流等效电路
Ec Rb1 B1 VT C
1 L 2 3
放大电路由三部分组成
输入回路： 输入回路：输入变压器次 级绕阻 B1
B2
4 yL 5
Rb2
Cb
Re
Ce
晶体管：T 晶体管：
输出回路： 输出回路： LC 并联谐振回路， 并联谐振回路， 输出变压器 B2,及负载 YL 及负载
§4.2.4 晶体管的高频参数
主要的高频参数有：
截止频率 特征频率 最高振荡频率
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第四章 高频小信号放大器 §4.2.4 晶体管的高频参数
1 截止频率 f
β
电流放大倍数 β 随着工作频率下降到低 频值 β0的 1
2 时的频率
由于β0比1大的多,在频率为fβ时,|β|虽然下降到原来的0.707 大的多, 但是仍然比1大的多,因此晶体管还能起到放大的作用。 大的多,因此晶体管还能起到放大的作用。
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第四章 高频小信号放大器 §4.3 单调谐回路谐振放大器
单调谐回路谐振放大器的典型电路
一、实际电路图
Vcc Rb1 B1 VT C
1 2 3
Rb1、Rb2 为基极分压式偏置电阻 Re 为射极负反馈偏置电阻，稳定 为射极负反馈偏置电阻， 静态工作点
Cb、Ce 为旁路电容 对交流信号可 为旁路电容,对交流信号 信号可 视为短路 短路。 视为短路。
& I1 yr = & V2
& V1 = 0
称为输入短路时的反向 传输导纳
& I2 yo = & V2
& V1 = 0
称为输入短路时的输出 导纳
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第四章 高频小信号放大器 §4.2.3 混合π参数和y参数的转换
yie和yoe的其他表示方法
yie yre V2 yfeV1 yoe
由于y 由于 ie和yoe均为复 而且虚部(电纳 电纳) 数，而且虚部 电纳 通常为正数， 通常为正数，所以在 图中， 图中，我们可以将其 看作一个电导g与一 看作一个电导 与一 个电容C的并联 的并联。 个电容 的并联。
yie = g ie + jωCie yoe = g oe + jωCoe
Cie goe gie yre V2 yfeV1 Coe
y y
fe re
= =
y y
fe re
e e
jϕ jϕ
fe
re
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第四章 高频小信号放大器
§4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数
c
§4.2.2 混合π等效电路
rcc
根据物理结构，分析客观 存在的寄生电容、电阻， 从而画出等效电路。
2 特 征 频 率 fT
定义： 定义：当 β 下降到 β β0 β0 ,β = 由于β = 2
1+ j f fβ
= 1 时所对应的频率为 f T
β
β0
由定义： 由定义：令
1+( fT fβ
2 0
f 1+ f β = 1 )2
β0
β0 / 2
低频区 1
可得
fT = f β
β
& I2 yf = & V
1
I2 I1 + V1
-
& & & I1 = yiV1 + yrV2 & & & I 2 = y f V1 + yoV2
2 f 1 o 2
& V2 = 0
+ V2
-
称为输出短路时的输入 导纳
y参数可能是
复数，如 复数，
& V2 = 0
称为输出短路时的正向 传输导纳
(25+10j)ms
等效
-
I2
yi yr V2 yfV1 yo
+ V2
-
+ V2
-
用三极管引脚b,c,e来表示 来表示 用三极管引脚
ib + ube
-
ic
yie yreuce yfeube yoe
+ uce
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第四章 高频小信号放大器 §4.2.1 形式等效电路（y参数）
y参数的求法和含义
& I1 yi = & V1
第四章 高频小信号放大器
电路性质：线性、甲类放大器
基础知识：
- 并联谐振回路 - 抽头等效变换
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第四章 高频小信号放大器
本章内容