高频电子线路讲义3高频小信号放大器课稿.ppt

图4.9.6 电阻的噪声等效电路 End 热平衡状态下，噪声电压的均方值 天线等效电路由辐射电阻ＲＡ和电抗ＸＡ组成。 ＴＡ为天线等效噪声温度。 若天线无方向性，且处于绝对温度为Ｔ的无界限均匀介质中，则 End 晶体管的噪声主要有热噪声、散粒噪声、分配噪声和１/f 噪声。 图4.9.10 包括噪声电流与电压源的Ｔ型等效电路 散粒噪声 热噪声 分配噪声 图4.9.11 晶体管的噪声特性 End 1. 由栅极内的电荷不规则起伏所引起的噪声 2. 沟道内的电子不规则热运动所引起的热噪声 ＩＧ为栅极漏泄电流 ｇfs为场效应管的跨导 3. 漏极和源极之间的等效电阻噪声 4. 闪烁噪声 End 本章小结 晶体管高频小信号等效电路 √ 单调谐回路谐振放大器 √ 多级单调谐回路谐振放大器与双调谐回路谐振放大器 谐振放大器工作不稳定原因与稳定措施 √ 晶体管放大器产生噪声的来源与噪声的表示方法 电压增益、功率增益、通频带与选择性的计算 * 混合π等效电路来表示Y参数，使两种模型优势互补。 * 此处结论，应在高频参数讲完后，指出：感兴趣的高频段在fβ与fT之间。 * * * * * * * * * * p1yfevbe + v31 - 谐振时 gp + v31 - 匹配条件 匹配时的电压增益 主要讨论谐振时的功率增益 讨论： 则可得最大功率增益为： i)如果设LC调谐回路自身元件无损耗，且输出回路传输匹配。 gp + v31 - 讨论： ii)如果LC调谐回路存在自身损耗，且输出回路传输匹配, 则可得最大功率增益为： End gp + v31 - 回路无损耗时的输出功率/回路有损耗时的输出功率 通过分析放大器幅频特性来揭示其通频带与选择性。 可见ＱＬ越高，则通频带越窄。 1. 通频带 带宽增益积为一常数 带宽和增益为一对矛盾。 2. 选择性（矩形系数） 1 不论其Q值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远。 单调谐回路放大器的选择性较差，增益和通频带的矛盾比较突出，为此，可采用双调谐回路放大器。 可见，相对单调谐回路，采用双调谐回路改善选择性和提高带宽。 End 借助§3.5 双调谐回路频率特性的分析，可知 图4.5.2 对应于不同的η双调谐回路 放大器的谐振曲线 图4.3.4 单调谐放大器的级间耦合网络形式 End 若单级放大器的增益不能满足要求，就要采用多级放大器。 Av1 Av2 Avn 如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则 1. 增益 2. 通频带 可求得n级放大器的通频带 3. 选择性（矩形系数） 通频带 当级数n增加时，放大器的矩形系数有所改善，但这种改善是有限度的。 End 3.6.1 谐振放大器的稳定性 3.6.2 单向化 所谓“谐振”，就能量关系而言，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡。 此时，如果g∑= gs+ gie + gF ＝ 0，即整个回路的能量消耗为零，回路中储存的能量恒定，在电感与电容之间相互转换，回路中的等幅振荡得以维持，而不需外加激励。 （自激振荡） 图4.6.1 放大器等效输入端回路 如果反馈电导为负值，那么g∑= gs+gie1+gF= 0 可能存在，即发生自激振荡现象。 1.自激产生的原因(以输入导纳的影响为例) 图4.6.2 反馈电导ｇＦ随频率变化 的关系曲线 此时，如果g∑= gs+ gie + gF ＝ 0，即整个回路的能量消耗为零，回路中储存的能量恒定，在电感与电容之间相互转换，回路中的等幅振荡得以维持，而不需外加激励。 为了消除自激以及提高放大器的稳定性，下面确定产生等幅自激振荡的条件。 2. 自激产生的条件(以输入导纳的影响为例) 回路谐振时，g∑= gs+ gie + gF = 0 = 0 分解为幅值和相位两个条件 不发生自激的条件 回路谐振时，g∑= gs+ gie + gF 0 稳定系数 如果S＝1，放大器可能产生自激振荡；如果S 1，放大器不会产生自激。 S越大，放大器离开自激状态就越远，工作就越稳定。 3. 稳定性分析 假设放大器输入与输出回路相同， (包括谐振回路) 讨论如何消除yre的反馈，变“双向元件”为“单向元件”。这个过程称为单向化。 A F Cbe rbb Cbc rbc rbe vbe rce gm vb’e A F 避免自激的做法有中和法和失配法 不发生自激的条件 回路谐振时，g∑= gs+ gie + gF