高频

为了用晶体管内部的物理参数表示最大功率放大倍数，现 将Y参数化为等效π参数的形式，并设f > fβ，即ωCb′e >> gb′e ， ωCb′e >> 1/rb′b ，ωCb′c >> gb′c，则：
2.3.24 上式表明，晶体管的最大功率增益与晶体管的阻容乘 积rbb′Cb′eCb′c成反比，与跨导gm成正比，且随着工作频 率f的提高而显著下降（在f > fβ的情况下）。
2. 功率放大倍数Ap
用式2.3.16代入得: 2.3.18 在理想情况下，回路本身并无电阻电路，即gp=0,且输
出端处于匹配状态。则
此时放大器有最大功率放大倍数Apm。
上式说明小信 号放大器的最大功 率增益只与晶体管 本身的参数Yfe，goe， gie有关，而与回路 元件无关。
2. 功率放大倍数Ap
式中Yie，Yre，Yfe，Yoe是Y参数，具有导纳量纲，故又 称为四端网络的导纳参数。其中
2.2.3 形式等效电路
根据
可以很容易得到如图所示的Y参数等效电路。其中Y feU b和YreU c 是受控电流源,正向传输导纳Yfe越大,晶体管的放大能力越强 ；反向传输导纳Yre越大,晶体管内部反馈越强。减小Yre有利 于放大器的稳定工作。 利用混合π型电路参数可以推导出相应的Y参数。为了 便于推导将图2.2.4等效为下图。 ic b’ ib + rbb' + c yb 'c yb 'e g ce U be U ce
解之得: 当β0远远大于1时
2.2.2 晶体管的频率参数
rb 'e 由于 0 ， re
代入上式得：
若工作频率 f 3～ 5 f
时,则β可用下式近似计算。
上式说明，管型选定后，便可估算出工作频率上的电流 放大系数。
2.2.2 晶体管的频率参数
3. 截止频率fα及其与fβ和fT的关系
2f 0.01 K r0.01 2f 0.7
2f0.1, 2f0.01分别为放大倍数下 0.1 降至0.1和0.01处的带宽，Kr愈 接近于1越好。
2.1 概 述
② 抑制比：表示对某个干扰信号fN 的抑制能力。

Ap ( f 0 ) Ap ( f N )
（5）工作稳定性:指在电源电压变化或器件参数变化时， 以上三参数的稳定程度
大电路，前一级设为信号源,用电流源 I 和输出导纳Ys表示,
s
后级作为本级的负载，用输入导纳Yie表示。图2.3.2是一
个单级谐振放大器的高频特性电路，图中忽略了Yre的影响.
其中g g p
1 。下面分析该放大器的主要技术指标。 R4
2.3.1 单级单调谐放大电路
图2.3.2 单调谐放大器的等效电路
主要技术指标：
（1）中心频率
（3）通频带 （5）工作稳定性
（2）增益
（4）选择性 （6）噪声系数
2.1 概 述
主要技术指标：
（1）中心频率：放大中心频率为几百千赫兹到几百兆 赫兹
（2）增益（放大系数）
uo A 电压增益： uo ui
功率增益：
P0 Apo Pi
（3）通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.707 时，所对应 的频率范围称为放大器的通频带，用B 2f 0.7 表示。2 f 0.7也称为3分贝带宽。
2.1 概 述
（4）选择性：指对通频带之外的干扰信号的衰减能力， 常用矩形系数或抑制比来描述。 ① 矩形系数：为放大器的相对电压增益下降到 0.1(或0.01)时，
相应的频带宽度BW0.1(或BW0.01）与放大器通频带BW0.7之比。
K ro1
2f 0.1 2f 0.7
Au/Auo Au0是最大电压增益，出现在 理想 谐振频率上 1 0.7 2f0.7 2f0.1 实际 f
gm为晶体管微变跨导，它也是发射极 I EQ的函数。
2.2.1 晶体管的混合π等效电路
rce反映了集电极电压 U ce对电流 I c 的影响。在放大状态
工作时这个影响很微弱,rce值很大，一般在几十千欧以上。 三个附加电容Cbe ，Cbc，Cce属引线和封装结构所形成 的电容，数量很小，其影响一般可以忽略。
ic + c
以b，bˊ，c三个节点列出节点电流方程： e
-
2.2.21
消去上式中 U b 'e, 经整理可得
2.2.3 晶体管的Y参数等效电路
ib
消去上式中 U b 'e, 经整理可得
+
U be
rbb'
b’
yb 'c
yb 'e
g m U b 'c
g ce
U ce
ic + c
e
2.2.22
放大器的谐振曲线: 放大器Au/Auo随频率f变化而变化的
曲线。根据上述定义得:
2.3.30
4 .放大器的通频带
1 习惯上,以Au/Auo下降到 时的频率作为放大器的通频 2
带的界限，用符号B表示。于是
代入
p1 p2Y fe Auo g
得
5 .最大电压放大倍数
当p1=p2=1时,则
2.2.3 形式等效电路
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。 图 (a)将共发接法的晶体管等效为有源线性四端网络。图
中 U b，U c 表示晶体管输入和输出电压，b和I c为其对应电流。以 I
高频电子线路
郑 文 斌
通信技术教研室
Email:zhwenbin6182@
第2章 高频小信号放大器
无线大器可放大中心频率为几百千赫 兹到几百兆赫兹,频带为几千赫兹到几千兆赫兹,几 百毫伏以下的输入信号,它具有选频和放大功能。
2.2.5
2.2.2 晶体管的频率参数
式中 0 g m rb 'e是低频时的电流放大系数。 截止频率fβ的定义：当
0
2
的频率，即
解上述方程得：
将式2.2.6代入式 得
2.2.6
2.2.2 晶体管的频率参数
2.特征频率fT
晶体管的放大性能有时还用特征频率fT表示。特征频率 是β=1时的频率。根据定义:
小信号 谐 振
放 大 放大 （三极管） 线性的方法分析 选频电路—LC串并联电路 非线性器件—三极管 选频 （LC回路）
第2章 高频小信号放大器
2.1
概述
2.2
2.3 2.4
晶体管的频率参数和高频等效电路
单级调谐放大器 多级单调谐放大器的级联
2.1 概 述
高频小信号放大器 窄频带放大器 宽频带放大器
g m U b 'c
e
-
2.2.3 晶体管的Y参数等效电路
其中，
ib
+
U be
rbb'
b’
yb 'c
yb 'e
g m U b 'c
g ce
U ce
ic + c
e
-
2.2.3 晶体管的Y参数等效电路
其中，
ib
+
U be
rbb'
b’
yb 'c
yb 'e
g m U b 'c
g ce
U ce
当晶体管用作共基极连接时，其输出端交流短路的电流
放大倍数 也是随频率提高而降低的,当α下降到 的近似表示式为:
0 时，所 2
对应的频率称为 截止频率。由于共基极短路电流放大系数
根据 和 的关系式:
2.2.2 晶体管的频率参数
可以求出 截止频率fα与β截止频率fβ的关系:
上式说明，当晶体管选定后，(即Yfe已经确定),放大器的 谐振电压放大倍数Auo只与回路总电容C∑和通频带B的乘积 有关，若C∑越大，B越宽，则
| Auo |越小。
4 .放大器的通频带
当p1=p2=1时,则 2.3.33 式2.3.33也可以写成 2.3.34
当|Yfe|和C∑为定值时，AuoB为常数，这是放大器一个很
式2.3.10化为 式中，f0—谐振频率,△f—频偏,QL—有载Q值。
2.3.12
1.电压放大倍数
当f = f0(△f = 0)时,
上式说明,

谐振时 Auo与回路总电导g∑成反比，
|越大。 与晶体管正向传输导纳Yfe成正比。|Yfe|越大，| Auo 负号表示输出电压 U o 与输入电压 U i 有180°的相位差. 此外，Yfe本身是一个复数,也有一个相角Φfe 因此 U o与 U i 与 的相位差应为Φfe-180°。只有频率较低时Φfe=0, U o U 相位差 i 为-180°。
3 . 晶体管最高振荡频率fmax
定义: 当Apm=1时对应的频率为晶体管最高工作频率。
解此方程得：
故fmax也只与晶体管本身的参量rbb′Cb′cCb′e和gm有关，而 与放大器电路形式无关，为使晶体管具有更高的工作频率， 应选用rbb′Cb′eCb′c乘积小而gm大的管子。
4 .放大器的通频带
比照
2.2.3 晶体管的Y参数等效电路
考虑到Yb′e>>Yb′c，gm>>Yb′c，gce>>Yb′c，则对应的Y参数为:
2.2.3 晶体管的Y参数等效电路
由上述各式可知，Y参数是工作频率的函数，当工作频率不同时， 即使是同一晶体管，其Y参数也是不一样的。当工作频率比较低，电容 效应的影响可以不考虑时，晶体管的Y参数才可以认为近似不变。由式 2.2.24～2.2.27,若忽略Y参数的虚部,则可得到低频工作的Y参数值。