1、2.3 2.3 單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器按調(diào)諧回路分按調(diào)諧回路分-單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器 雙調(diào)諧放大器雙調(diào)諧放大器 參差調(diào)諧放大器參差調(diào)諧放大器按晶體管連接方法分按晶體管連接方法分- 共共b b、共共e e、共共c c 放大器放大器 重點講重點講共發(fā)射極（共共發(fā)射極（共e e ）單調(diào)諧放大器）單調(diào)諧放大器 圖圖2-20 2-20 單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器一、技術(shù)指標一、技術(shù)指標1.1.放大能力放大能力 用諧振時的放大倍數(shù)用諧振時的放大倍數(shù) K0 表示。表示。2.2.選頻性能選頻性能 (1) (1) 通過有用信號的能力通過有用信號的能力 即具有一定的通頻帶即具有一定的通頻帶。 放大器能有效放大

2、的頻率范圍放大器能有效放大的頻率范圍 (2)(2) 抑制無用信號的能力抑制無用信號的能力 即有足夠的選擇性即有足夠的選擇性。 放大器對其他頻率信號抑制能力的衡量。放大器對其他頻率信號抑制能力的衡量。 圖圖2-6 2-6 對諧振曲線的影響對諧振曲線的影響二、工作原理二、工作原理 1. 1. 電路組成電路組成 2 2. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)K020200NNrZrIZINNUUUUUUKiABibABbiABABi 210)(NNZZACAB02210)(NNNNrZKiAC)()(1210NNNNZrKACi 因為：因為： 所以所以： 圖圖2-20 2-20 單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器圖圖2-

3、21 2-21 調(diào)諧放大器集電極回路的等效電路調(diào)諧放大器集電極回路的等效電路3. 3. 諧振電壓放大倍數(shù)諧振電壓放大倍數(shù)K0諧振時，諧振時，諧振電壓放大倍數(shù)諧振電壓放大倍數(shù) L0ACZRQL 問題：問題： 以前講的信號源內(nèi)阻如何反映在單調(diào)諧電路中？以前講的信號源內(nèi)阻如何反映在單調(diào)諧電路中？020L0i11()()NNKQLrNN三、選頻性能三、選頻性能1. Kf 特性特性2.2. K/K0f 特性特性3. 3. 通用諧振曲線通用諧振曲線 02i11() ()ACNNKZrNN2200L011()KKffQffL0220L01()ACQLZffQff0L0222i110L0()()1()NQLN

4、KrNNffQff0220L01()KffQff 代入得代入得2200L011()KKffQffK/K0-f 特性特性K-f 特性特性 =00L0()ffQff廣義失諧量廣義失諧量 在諧振點附近在諧振點附近 L02 fQf 2011 KK 僅與僅與 有關(guān)，所以不管有關(guān)，所以不管Q 如何變化，均可如何變化，均可用同一條曲線表示用同一條曲線表示-通用特性曲線通用特性曲線。0f10.707111可見可見 對應(yīng)于通頻帶的上下邊界對應(yīng)于通頻帶的上下邊界12200L011()KKffQff四、調(diào)諧放大器的最大增益、阻抗匹配條件四、調(diào)諧放大器的最大增益、阻抗匹配條件 K0 受多種因素影響，一般是采用通過調(diào)整

5、匝比的方受多種因素影響，一般是采用通過調(diào)整匝比的方法獲得高的增益。法獲得高的增益。 020L0i11()()NNKQLrNN是是不是不是 ， 愈大愈好愈大愈好? ? 為什么？為什么？要保證一定的要保證一定的Q ，又要達到盡可能高的增益，又要達到盡可能高的增益，則則有一個最佳匝比。有一個最佳匝比。10NN12NN 0ce1L02NrNQL2L1L02NRNQL最佳匝比：最佳匝比： 阻抗匹配阻抗匹配 0maxceLi2Kr Rr最大增益：最大增益： 00QQQL 00(dB)20lgLQQQ 諧振電路的效率諧振電路的效率 諧振電路的插入損耗諧振電路的插入損耗 式中：式中： LceRr 當變換到諧振

6、電路的負載當變換到諧振電路的負載 等于變換到諧振電路等于變換到諧振電路的內(nèi)阻的內(nèi)阻 時，可得到最大的增益。時，可得到最大的增益。cerLR 晶體管在低頻工作時，常將晶體管的晶體管在低頻工作時，常將晶體管的電流放大系數(shù)（電流放大系數(shù)（ ）看成與頻率無關(guān)）看成與頻率無關(guān)的常數(shù)。的常數(shù)。 但晶體管在高頻工作時，電流放大系但晶體管在高頻工作時，電流放大系數(shù)與頻率則有明顯的關(guān)系，頻率越高，電數(shù)與頻率則有明顯的關(guān)系，頻率越高，電流放大系數(shù)越小。這直接導致管子的放大流放大系數(shù)越小。這直接導致管子的放大能力下降，限制了晶體管在高頻范圍的應(yīng)能力下降，限制了晶體管在高頻范圍的應(yīng)用。用。 、2.4 2.4 晶體管高

7、頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管高頻等效電路及頻率參數(shù)復習晶體管低頻等效電路復習晶體管低頻等效電路一、晶體管混合一、晶體管混合 型等效電路型等效電路 晶體管在高頻工作時，常用混合晶體管在高頻工作時，常用混合 型等效型等效電路來分析。該等效電路共有電路來分析。該等效電路共有8 8個元件。個元件。 圖圖2-23 2-23 晶體管混合晶體管混合 型等效電路型等效電路 1.1. Rbe是發(fā)射結(jié)的結(jié)電阻。是發(fā)射結(jié)的結(jié)電阻。一般是幾百歐。一般是幾百歐。2.2. Rbc 是集電結(jié)電阻。是集電結(jié)電阻。約為約為1010k至至1010M 。3.3.rbb 是基極體電阻。是基極體電阻。高頻晶體管在高頻晶體管在1515 5

8、050之間。之間。4.4.rce 是集射極電阻。是集射極電阻。它表示集電極電壓對電流的影它表示集電極電壓對電流的影響。它的數(shù)值一般在幾十千歐以上，典型值響。它的數(shù)值一般在幾十千歐以上，典型值為為3030 5050k。5.5.電流源電流源 gmUbe 代表晶體管的電流放大作用代表晶體管的電流放大作用，它與加它與加到發(fā)射結(jié)上的實際電壓到發(fā)射結(jié)上的實際電壓Ube 成正比，比例系數(shù)成正比，比例系數(shù) gm 稱為晶體管的互導。稱為晶體管的互導。 0bee26(1)()rI mA6Cbe是發(fā)射結(jié)電容。是發(fā)射結(jié)電容。它隨工作點電流增大它隨工作點電流增大而增大。它的數(shù)值范圍為而增大。它的數(shù)值范圍為2020pF

9、0.010.01F；7Cbc 是集電結(jié)電容。是集電結(jié)電容。它隨它隨c、b間反向電壓間反向電壓的增大而減小，它的數(shù)值的增大而減小，它的數(shù)值是是1010pF上下；上下；8 Cce 是集射極電容。是集射極電容。這個電容通常很小。這個電容通常很小。一般在一般在2 2 1010pF之間。之間。b crceC在實際應(yīng)用中，考慮到高頻時，在實際應(yīng)用中，考慮到高頻時， 的容抗較小，的容抗較小，和它并聯(lián)的基集電阻和它并聯(lián)的基集電阻 可忽略；此外，可忽略；此外，集射極電容集射極電容 可以合并到集電極回路之中，可以合并到集電極回路之中，則得到簡化的混合則得到簡化的混合 型等效電路。型等效電路。bcCobee26(1

10、)(mA)rI0emb e26Igr在實際應(yīng)用中，可用簡化的混合在實際應(yīng)用中，可用簡化的混合 型等型等效電路。效電路。圖圖2-242-24 簡化的混合簡化的混合 型等效電路型等效電路從等效電路可以看出，輸入電流從等效電路可以看出，輸入電流分成三部分分成三部分 , , 當當c c、e e短路時，短路時， 與與 并聯(lián)，因并聯(lián)，因 ，故故 ，故在此情況下，故在此情況下 可忽略不計。可忽略不計。 b cCbeCbcbeCCb3b2b1IIIbcCbecmoob1bebeUIg UIrcb1ocebb0IIUII二、晶體管的高頻放大能力及頻率參數(shù)二、晶體管的高頻放大能力及頻率參數(shù) 1. 1. 晶體管的高

11、頻放大能力晶體管的高頻放大能力 共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)：共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)：becm0bebeUIg Urcb10cebb0IIUII在低頻情況下，在低頻情況下， ，則，則 。 高頻時，高頻時， ，故，故 ，即高頻的，即高頻的 值低于低值低于低頻頻值值 。 b1bII0b1bIIo 0 f ，高頻放大能力高頻放大能力 計算計算 的等效電路的等效電路 2. 2. 晶體管的頻率參數(shù)晶體管的頻率參數(shù)(1) 截止頻率截止頻率 （共射截止頻率）：（共射截止頻率）： 下降到下降到0.707 0.707 時的頻率。時的頻率。(2) 特征頻率特征頻率 fT 下降到下降到1 1時的頻率。時的頻率。(3)

12、 截止頻率截止頻率 （共基截止頻率）：（共基截止頻率）： 下降到下降到0.707 0.707 時的頻率。時的頻率。(4）最高振蕩頻率最高振蕩頻率 fmax 晶體管的共射極接法功率放大倍數(shù)晶體管的共射極接法功率放大倍數(shù)Kp下降到下降到1 1時的頻率時的頻率 。 f0f0圖圖2-28 2-28 和和 隨隨頻率變化的示意圖頻率變化的示意圖 3. 3. 三個頻率參數(shù)之間關(guān)系三個頻率參數(shù)之間關(guān)系 、 、 三個頻率的關(guān)系三個頻率的關(guān)系 式中式中 是一個系數(shù)，通常在是一個系數(shù)，通常在0.60.6 0.90.9之間，之間， 隨晶體管類型而異。隨晶體管類型而異。 ffTfT,fff00Tfff 例如：例如：T1

13、00MHzf 100000.99則可推算出則可推算出T01001MHz100ffT0100126MHz(0.8)0.8 0.99ff設(shè)（1 1）當）當 時，此時時，此時 即相當于低頻的情即相當于低頻的情 況；況；（2 2）在在 的附近，的附近， 開始隨開始隨 f 增加而下降，當增加而下降，當 時，降到時，降到 的的70.770.7；（3 3）當當 時時, ,參數(shù)間的關(guān)系參數(shù)間的關(guān)系 01jff,b e b e12fC r式中式中 討論：討論： ff 0 ff ff 0 ff 00Tffffff（定義（定義 ）T0ff 在實際工作中，為了不使在實際工作中，為了不使 過小，過小，至少滿足至少滿足

14、T(3 5)ff工作三、晶體管三、晶體管Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 1.1.輸入端和輸出端的電流電壓關(guān)系輸入端和輸出端的電流電壓關(guān)系 biebreccfeboecIy Uy UIy Uy Uiey、rey、fey、oey是描述這些是描述這些電流電壓關(guān)系電流電壓關(guān)系關(guān)系的參數(shù)，關(guān)系的參數(shù)，這四個參數(shù)具有導納的量綱，故這四個參數(shù)具有導納的量綱，故稱為四端網(wǎng)絡(luò)的稱為四端網(wǎng)絡(luò)的導納參數(shù)，即導納參數(shù)，即Y參數(shù)。參數(shù)。圖圖2-252-25 晶體管晶體管Y Y參數(shù)電路模型參數(shù)電路模型4. 4. Y參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義Cbieb0UIyU 晶體管的輸入導納晶體管的輸入導納 它說明了輸入電壓對輸入電流的

15、控制作用。它說明了輸入電壓對輸入電流的控制作用。Ccfeb0UIyUbbrec0UIyU正向傳輸導納正向傳輸導納它表示輸入電壓對輸出電流的控制作用它表示輸入電壓對輸出電流的控制作用 反向傳輸導納反向傳輸導納 它代表晶體管輸出電壓對輸入端的反作用。它代表晶體管輸出電壓對輸入端的反作用。bcoec0UIyU晶體管的輸出導納晶體管的輸出導納它說明輸出電壓對輸出電流的控制作用。它說明輸出電壓對輸出電流的控制作用。四、混合四、混合 型等效電路參數(shù)與型等效電路參數(shù)與Y參數(shù)的關(guān)系參數(shù)的關(guān)系 bebeiebbbebej1(j)gCyrgCmfebbbebe1(j)gyrgCbcrebbbebej1(j)Cyr

16、gCmbc bboeb cbbbebejj1(j)C r gyCrgC 晶體管的混合晶體管的混合 型等效電路分析法物理概念比較型等效電路分析法物理概念比較清楚，對晶體管放大作用的描述較全面，各個參清楚，對晶體管放大作用的描述較全面，各個參量基本上與頻率無關(guān)。量基本上與頻率無關(guān)。因此，這種電路可以適用因此，這種電路可以適用于相當寬的頻率范圍。但該等效電路比較復雜。于相當寬的頻率范圍。但該等效電路比較復雜。 Y參數(shù)等效電路是從外部來研究晶體管的作用。參數(shù)等效電路是從外部來研究晶體管的作用。而且在實際中，高頻放大器的諧振回路、負載阻而且在實際中，高頻放大器的諧振回路、負載阻抗和晶體管大都是并聯(lián)關(guān)系的

17、。因此，在分析放抗和晶體管大都是并聯(lián)關(guān)系的。因此，在分析放大器時，用大器時，用Y參數(shù)等效電路比較適合，因為這時參數(shù)等效電路比較適合，因為這時各并聯(lián)支路的導納可以直接相加，運算方便，各并聯(lián)支路的導納可以直接相加，運算方便，此此外，晶體管的外，晶體管的Y參數(shù)可以用儀器直接測量。參數(shù)可以用儀器直接測量。 總之，總之，混合混合 型等效電路和型等效電路和Y參數(shù)等效電路是參數(shù)等效電路是對對同一對象（晶體管）同一對象（晶體管）兩種不同的等效分析方兩種不同的等效分析方法，法，各有特點，在實際中可根據(jù)具體情況選擇各有特點，在實際中可根據(jù)具體情況選擇采用哪一種方法。采用哪一種方法。2.5 2.5 高頻調(diào)諧放大器高

18、頻調(diào)諧放大器一、單級高頻調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)一、單級高頻調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)圖圖2-29 2-29 三級高頻單調(diào)諧回路放大器三級高頻單調(diào)諧回路放大器1. 1. 單級調(diào)諧放大器高頻等效電路單級調(diào)諧放大器高頻等效電路圖圖2-30 2-30 單級高頻單調(diào)諧回路放大器單級高頻單調(diào)諧回路放大器 的高頻等效電路的高頻等效電路 是回路本身的諧振電導，是回路本身的諧振電導， 是集電極是集電極c c的的接入系數(shù)，接入系數(shù)， 是負載導納的接入系數(shù)是負載導納的接入系數(shù) 是放大器的輸出導納，是放大器的輸出導納， 是下級放大器的輸入導是下級放大器的輸入導納，它作為諧振回路的負載。納，它作為諧振回路的負載。2.

19、2. 單級高頻調(diào)諧放大器電壓放大倍數(shù)單級高頻調(diào)諧放大器電壓放大倍數(shù)一般表示式一般表示式 式中式中 是負載回路兩端的導納。是負載回路兩端的導納。0G1n2noeoeoejygCieieiejygC12feV21oeLn n yKn yYLY諧振時的電壓放大倍數(shù)諧振時的電壓放大倍數(shù) 或或 注意：注意： 是回路輸入輸出折合到回路兩端是回路輸入輸出折合到回路兩端的總電導。對于圖的總電導。對于圖示示的高頻等效電路來說，的高頻等效電路來說，它為它為 V0K12feV0n n yKg12feV0n n yKgg2201oe2iegGn gn gooCC2ViCi1iUU UUnKUUUn U1co2nUUn2o2120c011NUNNnNUNnN,cLccfeioecIy UIy Uy U feiC,oeLy UUyY 則則o2feVi1oeL()Un yKUn yY12feV21oeLn n yKn yY2L1LYn Y2L02ieie1j(j)jYGCngCL12feV22221oe2ie1oe2ie1()j ()jn n yKn gn ggcn cn cLC CC Cn nC Cn nC Ci ie e2 22 2o oe e2 21 112fe1jjVn n yKgC