高頻小信號(hào)放大器.doc

《高頻小信號(hào)放大器.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第6章高頻小信號(hào)放大器一、學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1.掌握單調(diào)諧回路諧振放大器工作原理的分析方法，理解提高穩(wěn)定性措施；2.了解同步調(diào)諧放大器和雙參差調(diào)諧放大器工作原理；3.了解雙調(diào)諧放大電路，能夠識(shí)讀各種類型的諧振放大器電路；4.了解集中選頻放大器電路；了解噪聲概念；二、學(xué)習(xí)要點(diǎn)（一）高頻小信號(hào)放大器的分類（l）按器件分類高頻小信號(hào)放大器若按器件分可分為晶體管放大器、場(chǎng)效應(yīng)管放大器、集成電路放大器。(2)按通帶分類高頻小信號(hào)放大器若按通帶分可分為窄帶放大器、寬帶放大器。（3）按負(fù)載分類高頻小信號(hào)放大器若按負(fù)載分可分為諧振放大器、

2、非諧振放大器。本章重點(diǎn)介紹單級(jí)窄帶負(fù)載為I．C調(diào)諧回路的諧振放大器，這種放大器不僅有放大作用，而且有選頻作用。對(duì)其他器件的單級(jí)諧振放大器、各種級(jí)聯(lián)放大器以及集成電路放大器這略加討論。（二）高頻小信號(hào)放大器的質(zhì)量指標(biāo)1.增益（放大系數(shù)）放大器輸出電壓Vo(或功率P。)與輸入電壓Vi（或功率Pi）之比，稱為放大器的增益或放大倍數(shù)，用Av（或AP）表示（有時(shí)以dB數(shù)計(jì)算）。我們希望每級(jí)放大器在中心頻率（諧振頻率）及通頻帶處的增益盡量大，使?jié)M足總增益時(shí)級(jí)數(shù)盡量少。電壓增益：(6-1)功率增益：（6-2）2.通頻帶放大器的電壓增

3、益下降到最大值的0，7（即v／1）倍時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱為放大器的通頻帶，用B＝2△f0.7表示，如圖3－l所示。2△f0.7也稱為3分貝帶寬。圖6－1高頻小信號(hào)放大器的通頻帶與諧振回路相同，放大器的通頻帶決定于回路的形式和回路的等效品質(zhì)因數(shù)Qe。此外，放大器的總通頻帶，隨著級(jí)數(shù)的增加而變窄，并且，通頻帶愈寬，放大器的增益愈小。83．選擇性從各種不同頻率信號(hào)的總和（有用的和有害的）中選出有用信號(hào)，抑制干擾信號(hào)的能力稱為放大器的選擇性，選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來表示。矩形系數(shù)（見圖6-2）：(6-3)2△f0.1為

4、放大倍數(shù)下降至0．1處的帶寬，Kr0.1愈接近于1越好。Kr0.1表示對(duì)鄰值干擾的抑制能力。圖6-2理想的與實(shí)際的頻率特性4．工作穩(wěn)定性工作穩(wěn)定性是指在電源電壓變化或器件參數(shù)變化時(shí)，增益、通頻帶、選擇性三個(gè)參數(shù)的穩(wěn)定程度。為使放大器穩(wěn)定工作，必須采取穩(wěn)定措施，即限制每級(jí)增益，選擇內(nèi)反饋小的晶體管，應(yīng)用中和或失配方法等。5．噪聲系數(shù)放大器的噪聲性能可用噪聲系數(shù)表示：(6-4)NF越接近1越好。在多級(jí)放大器中，前二級(jí)的噪聲對(duì)整個(gè)放大器的噪聲起決定作用，因此要求它的噪聲系數(shù)應(yīng)盡量小。以上這些要求，相互之間既有聯(lián)系又有矛盾。增

5、益和穩(wěn)定性是一對(duì)矛盾，通頻帶和選擇性是一對(duì)矛盾。因此應(yīng)根據(jù)需要決定主次，進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。（三）晶體管高頻小信號(hào)等效電路與參數(shù)高頻小信號(hào)放大器由于信號(hào)小，可以認(rèn)為它工作在晶體管的線性范圍內(nèi)，常采用有源線性四端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。y參數(shù)等效電路和混合π等效電路是描述晶體管工作狀況的重要模型。y參數(shù)與混合π參數(shù)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，y參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，而且是工作頻率的函數(shù)。晶體管在高頻運(yùn)用時(shí)，它的等效電路不僅包含著一些和頻率基本沒有關(guān)系的電阻，而且還包含著一些與頻率有關(guān)的電容，這些電容在頻率較高時(shí)的作用是不能忽略的。晶體管在高頻運(yùn)用

6、時(shí)s它的等效電路主要有兩種表示方法，形式等效電路和物理模擬等效電路（混合t等效電路）。1．形式等效電路（y參數(shù)等效電路）形式等效電路把晶體管等效為有源四端網(wǎng)絡(luò)，高頻等效電路中主要采用y參數(shù)進(jìn)行分析，即U1、U2，為自變量，I1，、I2為參變量。8圖6-3為晶體管共發(fā)電路的y參數(shù)等效電路。（6-5）（6-6）其中，稱為輸出短路時(shí)的輸入導(dǎo)納；稱為輸入短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納；稱為輸出短路時(shí)的正向傳輸導(dǎo)納；稱為輸入短路時(shí)的輸出導(dǎo)納。2．物理模擬等效電路（混合π等效電路）圖6-4為晶體管混合π等效電路圖中各元件名稱及典型值范圍如下

7、：ｒbb′：基區(qū)體電阻,約１５Ω～５０Ω。ｒb′e：發(fā)射結(jié)電阻re折合到基極回路的等效電阻,約幾十歐到幾千歐。ｒb′c：集電結(jié)電阻,約１０kΩ～１０MΩ。ｒce：集電極—發(fā)射極電阻,幾十千歐以上。ｃb′e：發(fā)射結(jié)電容,約１０皮法到幾百皮法。ｃb′c：集電結(jié)電容,約幾個(gè)皮法。ｇm：晶體管跨導(dǎo),幾十毫西門子以下。3．混合π等效電路的簡(jiǎn)化由于集電結(jié)電容Cb′c跨接在輸入輸出端之間,是雙向傳輸元件,使電路的分析復(fù)雜化。為了簡(jiǎn)化電路,可以把Cb′c折合到輸入端b′、e之間,與電容Cb′e并聯(lián),其等效電容為：

8、CM=(1+gmR′L)Cb′c(2.1)即把Cb′c的作用等效到輸入端,這就是密勒效應(yīng)。其中g(shù)m是晶體管跨導(dǎo),R′L是考慮負(fù)載后的輸出端總電阻,CM稱為密勒電容。另外,由于rce和rb′c較大,一般可以將其開路。這樣,利用密勒效應(yīng)后的簡(jiǎn)化高頻混合π型等效電路如圖（6—4）所示。8圖6—5簡(jiǎn)化高頻混合π型等效電路（四）晶體管