第2章 高频小信号放大电路.ppt

第2章 2.1概述 2.2 晶体管高频等效电路 密勒电容CM公式推导： 2.4 宽频带放大器 谐振频率处电压增益振幅： 单位谐振函数： ｎ级放大器通频带： 说明：与单级单调谐放大器相比，ｎ级相同的单调谐放大器的总增益得到提高，但总的通频带缩小了, 且级数越多,通频带越窄；所以，增益和通频带的矛盾是一个严重的问题。 例2.2某中频放大器的通频带为６MHz, 现采用两级或三级相同的单调谐放大器, 两种情况下对每一级放大器的通频带要求各是多少？ 解: 根据式（2．3．21）, 当n=2时, 因为 每一级带宽： 当ｎ＝３时, 要求每一级带宽： 根据矩形系数定义, 当Δｆ＝Δf0.1时，Ａu／Ａu0＝0.1， 可得: 所以n级单调谐放大器的矩形系数为： 表2.3.1 单调谐放大器矩形系数与级数的关系 2.56 2.85 2.89 2.93 3.00 3.10 3.20 3.40 3.74 4.90 9.95 矩形系数Kn01 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 级数n 从上表可看出，当级数ｎ增加时，放大器矩形系数有所改善, 但 最小不会低于2.56。 2.3.3谐振放大器的稳定性 共射电路由于电压增益和电流增益都较大, 所以是谐振放大器的常用形式。 由于实际电路中ｙre≠0， 即输出电压可以反馈到输入端, 如果此时反馈足够大，且在相位上满足正反馈条件, 则会出现自激振荡，引起放大器工作不稳定。 为了提高放大器的稳定性, 通常从两个方面着手。一是减小晶体管反向传输导纳ｙre值，由于ｙre的大小主要取决于集电极与基极间的结电容Ｃb′c，所以应尽量减小Ｃb′c， 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。 （1）、中和法：由于ｙre的实部（反馈电导）很小, 可以忽略，一般常用一个电容ＣN加在输出端与输入端之间，引入一个附加的外部反馈电路，来抵消yre的虚部（反馈电容）的影响。 为了使通过ＣN的外部电流和通过Ｃb′c的内部反馈电流相位相差１８０°,从而能互相抵消, 通常在晶体管输出端添加一个反相的耦合变压器。，如图示。 说明：由于ｙre是随频率而变化的，所以固定的中和电容ＣN只能在某一个频率点起到完全中和的作用， 又因为ｙre是一个复数，中和电路应该是一个由电阻和电容组成的电路， 但增加了调试困难。 另外, 如果再考虑到分布参数的作用和温度变化等因素的影响，中和电路的效果很有限。 （2）、失配法：主要通过增大负载电导ＹL， 进而增大总回路电导, 使输出电路严重失配, 输出电压相应减小, 从而反馈到输入端的电流减小, 对输入端的影响也就减小。具体电路如图示 。 定义：具有较大的电压增益和很宽的通频带的放大器称为宽频带放大器。 增益带宽积：电压增益Au和通频带BW的乘积。 即： G·BW=AufH。 其中： 通频带BW用上限截止频率fH表示。 增益带宽积越大的宽频带放大器的性能越好。 组成：宽频带放大器可以由晶体管和场效应管组成, 也可以由集成电路组成。 2.4.1单级差分宽频带放大器 1、单级共射电路 Z b′e= r b′e‖ = 电路如图示， 设RL′是交流负载，则： Ct=Cb′e+CM=Cb′e+(1+gmRL′) Cb′C Rt=r b′e‖r bb′= 其中： 上限截止频率：  2、差分放大电路 电路如图示，设其电压增益为Aud，它的差模电压增益与单管共射电路的电压增益 相同。 其中：RL′=Rc‖ 增益带宽积 ： 例2.3 在图2.4.2所示差分放大器中, V1管和V2管的参数相同, 在IEQ=1mA时，均为βo=100, rbb′=50 Ω, C b′c=2pF, fT=200MHz。RC=2 kΩ，RL=10 kΩ。计算此差分放大器的差模电压增益、 上限截止频率和增益带宽积。 解: 先求晶体管混合π型参数