1、第2章 高頻小信號(hào)放大電路1第2章 高頻小信號(hào)放大電路2.1 概述概述2.2 諧振放大器諧振放大器 2.3 寬頻帶放大器寬頻帶放大器 2.4 集成高頻小信號(hào)放大電路集成高頻小信號(hào)放大電路 2.5 章末小結(jié)章末小結(jié) 第2章 高頻小信號(hào)放大電路2高頻諧振放大電路小信號(hào)放大電路功率放大電路“小信號(hào)”：1.輸入電平低；2.工作在線性范圍（甲類）窄帶（KHZMHZ）寬帶（MHZGHZ）具有選頻、放大功能放大器按負(fù)載性質(zhì)可以分為 諧振放大器和非諧振放大器按電路形式可以分為 單級(jí)放大器和多級(jí)放大器第2章 高頻小信號(hào)放大電路3圖 0.2 無線模擬發(fā)送、 接收系統(tǒng)方框圖 音頻或視頻信號(hào)音頻或視頻放大調(diào)制高頻功放

2、高頻放大混頻中頻放大解調(diào)音頻或視頻功放本地振蕩高頻放大倍 頻高頻振蕩第2章 高頻小信號(hào)放大電路42.2.1 單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 電路組成電路組成LCcCR2UCCCbR3CeR11）耦合電容C值一般為UF級(jí),比較大,大電容對(duì)高頻信號(hào)相當(dāng)于短路2）而振蕩回路中的電容一般為PF級(jí)，比較小第2章 高頻小信號(hào)放大電路5 . 電路性能分析電路性能分析晶體管在高頻狀態(tài)下的小信號(hào)物理等效模型.圖 2.3.1 晶體管共發(fā)射極混合型等效電路 bbb rebrebCbcbrcbCebmUgcerce第2章 高頻小信號(hào)放大電路6圖 2.2.1 晶體管共發(fā)射極Y參數(shù)等效電路 bebUbIcIcUce(a

3、)bebUyiecreUybfeUyyoececUcIbI(b) 由于諧振放大器的工作頻段較窄， 故采用晶體管Y參數(shù)等效（形式等效）電路進(jìn)行分析比較合適。第2章 高頻小信號(hào)放大電路7共發(fā)射極接法的晶體管相應(yīng)的參數(shù)方程為： crebiebUyUyIcoebiecUyUyI輸入導(dǎo)納 反向傳輸導(dǎo)納 正向傳輸導(dǎo)納 輸出導(dǎo)納 0cUbcfeUIy0cUbbieUIy0bUcbreUIy0bUccoeUIyLoerefeiebbiYyyyyUIY第2章 高頻小信號(hào)放大電路8圖 2.2.3 單管單調(diào)諧放大器的等效電路 YsbIiUyieifeUyyoecUCn1pUge0cIn2LyieoULY121feo

4、uin n yUAUgj Cj L YL第2章 高頻小信號(hào)放大電路9 其中與分別為諧振回路總電導(dǎo)和總電容， g=n21goe+n22gL+ge0 C=n21Coe+n22CL+C諧振頻率為 LCf210或 01LC 第2章 高頻小信號(hào)放大電路10諧振頻率處放大器的電壓增益為 12fe00u0in n yUA =gU 其電壓增益振幅為 gynnUUAfeiu21000(2.2.17)(2.2.16)由于fe是復(fù)數(shù), 有一個(gè)相角fe, 所以一般來說, 放大器輸出電壓與輸入電壓之間的相位并非正好相差。第2章 高頻小信號(hào)放大電路11回路有載值為 001eCQgLg(2.2.14) 回路通頻帶即放大器帶

5、寬為 02egfBWQC(2.2.15) 200000211)( ffQAAAUAUUUfNeuuuiuio(2.2.19) 單管單調(diào)諧放大器的單位諧振函數(shù)（）與其并聯(lián)諧振回路的歸一化諧振函數(shù)相同, 且都可以寫成 第2章 高頻小信號(hào)放大電路12電壓增益振幅與晶體管參數(shù)、 負(fù)載電導(dǎo)、回路諧振電導(dǎo)和接入系數(shù)有關(guān)： (1) 為了增大u0, 應(yīng)選取|yfe|大, oe小的晶體管。 (2) 為了增大u0, 要求負(fù)載電導(dǎo)小, 如果負(fù)載是下一級(jí)放大器, 則要求其ie小。 (3) 回路諧振電導(dǎo)e0越小, u0越大。而e0取決于回路空載值0, 與0成反比。 (4) u0與接入系數(shù)1、2有關(guān), 但不是單調(diào)遞增或單

6、調(diào)遞減關(guān)系。由于1和2還會(huì)影響回路有載值e, 而e又將影響通頻帶,所以1與2的選擇應(yīng)全面考慮, 選取最佳值。第2章 高頻小信號(hào)放大電路13【例2.1】 在圖2.2.2中, 已知工作頻率0MHz, UCC,emA。晶體管采用型高頻管。其參數(shù)在上述工作條件和工作頻率處的數(shù)值如下：gie=1.2mS, Cie=12 pF；goe=400S, Coe=9.5pF； |yfe|=58.3mS, fe=-22； |yre|=310 S, re=-88.8, 回路電感.H, 接入系數(shù)10.5, 20.3, 0。負(fù)載是另一級(jí)相同的放大器。 求諧振電壓增益振幅u0和通頻帶0.7。并問回路電容是多少時(shí), 才能使回

7、路諧振？ 第2章 高頻小信號(hào)放大電路14解解: （忽略re的作用。）因?yàn)樨?fù)載是另一級(jí)相同的放大器pFLC20104 . 1)10302(1162620ieoeCnCnCC2221222212200.59.50.31216.5oeieCCn Cn CpF LieYy第2章 高頻小信號(hào)放大電路156066001134.3 10100208 101.4 10egSQL所以 22010262623334.3 100.5400 100.31.2 100.24 10eeieggn gn gS空載角頻率 312030.50.3 58.3 10360.24 10f eun n yAg061211208 /1.

8、4 1016.5 10M radsLC 3120.24 101.9122 3.14 20 10gBWMHzC第2章 高頻小信號(hào)放大電路162.2.2 多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 如果多級(jí)放大器中的每一級(jí)都調(diào)諧在同一頻率上, 則稱為多級(jí)單調(diào)諧放大器。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路172.2.2 多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 設(shè)放大器有級(jí), 各級(jí)電壓增益振幅分別為u1, u2, , un, 則總電壓增益振幅是各級(jí)電壓增益振幅的乘積, 即nu1u2un 如果每一級(jí)放大器的參數(shù)結(jié)構(gòu)均相同, 根據(jù)式（2.2.16）, 則總電壓增益振幅nenfennunffQgynnAA 2021121|)()(

9、2.2.20) (2.2.21) 第2章 高頻小信號(hào)放大電路18諧振頻率處電壓增益振幅為 nfennygnnA|210(2.2.22) 單位諧振函數(shù)為 2200211)(nennffQAAfN (2.2.23) 級(jí)放大器通頻帶為 1/1/00.70.722121nnnefBWfBWQ (2.2.24) 第2章 高頻小信號(hào)放大電路191. 級(jí)相同的單調(diào)諧放大器的總增益比單級(jí)放大器的增益提高了, 而通頻帶比單級(jí)放大器的通頻帶縮小了, 且級(jí)數(shù)越多, 頻帶越窄。2. 如多級(jí)放大器的頻帶確定以后, 級(jí)數(shù)越多, 則要求其中每一級(jí)放大器的頻帶越寬。 3. 增益和通頻帶的矛盾是一個(gè)嚴(yán)重的問題, 特別是對(duì)于要求

10、高增益寬頻帶的放大器來說, 這個(gè)問題更為突出。 這一特性與低頻多級(jí)放大器相同。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路20 【例例2.2】 某中頻放大器的通頻帶為6MHz, 現(xiàn)采用兩級(jí)或三級(jí)相同的單調(diào)諧放大器, 兩種情況下對(duì)每一級(jí)放大器的通頻帶要求各是多少？ 解解: 根據(jù)式（2.2.24）, 當(dāng)n=2時(shí), 因?yàn)?HzBWBW67 . 02/1210612所以, 要求每一級(jí)帶寬ZHBW62/167 . 0103 . 912106同理, 當(dāng)時(shí), 要求每一級(jí)帶寬 ZHBW63/167 . 0108 .1112106第2章 高頻小信號(hào)放大電路21根據(jù)矩形系數(shù)定義, 當(dāng)0.1時(shí), nn00.1, 由式（2.2.23

11、)可求得 ennQffBW0/11 . 01 . 011002所以, 級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)為 121100/1/11 . 01 . 0nnnnnBWBWK第2章 高頻小信號(hào)放大電路22表表2.2.1 單調(diào)諧放大器矩形系數(shù)與級(jí)數(shù)的關(guān)系單調(diào)諧放大器矩形系數(shù)與級(jí)數(shù)的關(guān)系 從表中可以看出, 當(dāng)級(jí)數(shù)增加時(shí), 放大器矩形系數(shù)有所改善, 但這種改善是有一定限度的, 最小不會(huì)低于.。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路23晶體管放大電路的三種類型晶體管放大電路的三種類型 共集電極接法共集電極接法，集電極作為公共電極，用，集電極作為公共電極，用CCCC表示表示; ; 共基極接法共基極接法，基極作為公共電極，用，基極

12、作為公共電極，用CBCB表示表示。共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用，發(fā)射極作為公共電極，用CECE表示；表示；圖 4.2 三極管的三種組態(tài)第2章 高頻小信號(hào)放大電路24三種基本組態(tài)的比較三種基本組態(tài)的比較大大( (數(shù)值同共射數(shù)值同共射電路，但同相電路，但同相) )小小( (小于、近于小于、近于 1 ) )大大( (十幾十幾 一幾百一幾百) ) 小小 大大( (幾十幾十 一百以上一百以上) ) 大大( (幾十幾十 一百以上一百以上) )電電路路組態(tài)組態(tài)性能性能共共 射射 組組 態(tài)態(tài)共共 集集 組組 態(tài)態(tài)共共 基基 組組 態(tài)態(tài)C1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiUC1R

13、b+VCCC2RL+Re+iUOUC1Rb+VCCC2RL+iUOURciAuA )1( beLrR ebee)1()1(RrR beLrR 第2章 高頻小信號(hào)放大電路25三種基本組態(tài)的比較三種基本組態(tài)的比較 頻率頻率響應(yīng)響應(yīng)大大( (幾百千歐幾百千歐 幾兆歐幾兆歐) )小小( (幾歐幾歐 幾十歐幾十歐) )中中( (幾十千歐幾十千歐幾百千歐幾百千歐) )rce小小( (幾歐幾歐 幾十歐幾十歐) )大大( (幾十千歐以上幾十千歐以上) )中中(幾百歐幾百歐幾千歐幾千歐) rbe組態(tài)組態(tài)性能性能共共 射射 組組 態(tài)態(tài)共共 集集 組組 態(tài)態(tài)共共 基基 組組 態(tài)態(tài)iRoR 1sbeRrce)1(r

14、1berebe)1(Rr 差差較好較好好好第2章 高頻小信號(hào)放大電路26 共射電路同時(shí)具有較大的電壓放大倍數(shù)和電流放共射電路同時(shí)具有較大的電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻值比較適中，一般大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻值比較適中，一般只對(duì)輸入電阻、輸出電阻和頻率響應(yīng)沒有特殊要只對(duì)輸入電阻、輸出電阻和頻率響應(yīng)沒有特殊要求的，均常采用。廣泛用作低頻電壓放大電路的求的，均常采用。廣泛用作低頻電壓放大電路的輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)。輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)。 共集電路的特點(diǎn)是電壓跟隨，而輸入電阻很高、共集電路的特點(diǎn)是電壓跟隨，而輸入電阻很高、輸出電阻很小，常被用作多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出電阻很小

15、，常被用作多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)或作為隔離用的中間級(jí)。輸出級(jí)或作為隔離用的中間級(jí)。 共基電路的特點(diǎn)是具有很低的輸入電阻，使晶體共基電路的特點(diǎn)是具有很低的輸入電阻，使晶體管結(jié)電容的影響不顯著，頻率響應(yīng)得到很大改善，管結(jié)電容的影響不顯著，頻率響應(yīng)得到很大改善，常用于寬頻帶放大器中。由于輸出電阻高，也可常用于寬頻帶放大器中。由于輸出電阻高，也可作為恒流源。作為恒流源。第2章 高頻小信號(hào)放大電路27 2.3.3諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性 共射電路由于電壓增益和電流增益都較大, 所以是諧振放大器的常用形式。 以上我們?cè)谟懻撝C振放大器時(shí), 都假定了反向傳輸導(dǎo)納re, 即晶體管單向工作, 輸

16、入電壓可以控制輸出電流, 而輸出電壓不影響輸入。實(shí)際上re0, 即輸出電壓可以反饋到輸入端, 引起輸入電流的變化, 從而可能引起放大器工作不穩(wěn)定。如果這個(gè)反饋?zhàn)銐虼? 且在相位上滿足正反饋條件, 則會(huì)出現(xiàn)自激振蕩。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路28圖 2.3.1 晶體管共發(fā)射極混合型等效電路 bbb rebrebCbcbrcbCebmUgcercebebUbIcIcUce(a)bebUyiecreUybfeUyyoececUcIbI(b)圖 2.2.1 晶體管共發(fā)射極Y參數(shù)等效電路 第2章 高頻小信號(hào)放大電路29 為了提高放大器的穩(wěn)定性, 通常從兩個(gè)方面著手。一、從晶體管本身想辦法, 減小其反向

17、傳輸導(dǎo)納re值。re的大小主要取決于集電極與基極間的結(jié)電容bc（由混合型等效電路圖可知,bc跨接在輸入、 輸出端之間）, 所以制作晶體管時(shí)應(yīng)盡量使其bc減小, 使反饋容抗增大, 反饋?zhàn)饔脺p弱。二、從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用, 使它單向化。具體方法有中和法中和法與失配法失配法。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路30 中和法中和法：在晶體管的輸出端與輸入端之間引入一個(gè)附加的外部反饋電路（中和電路）, 以抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)re的反饋?zhàn)饔?。由于re的實(shí)部（反饋電導(dǎo)）通常很小, 可以忽略, 所以常常只用一個(gè)電容N來抵消re的虛部（反饋電容）的影響, 就可達(dá)到中和的目的。為了使通過N的外部電流和通過bc的

18、內(nèi)部反饋電流相位相差,從而能互相抵消, 通常在晶體管輸出端添加一個(gè)反相的耦合變壓器。第2章 高頻小信號(hào)放大電路31圖 2.2.4 放大器的中和電路 V1L1L2CNoUUCCV2Uc(a)L1L2NIcbCCN1IcUoU(b)圖2.4.4（）所示為收音機(jī)常用的中和電路, （）是其交流等效電路。為了直觀, 將晶體管內(nèi)部電容bc畫在了晶體管外部。第2章 高頻小信號(hào)放大電路32 中和法的缺點(diǎn)：1、由于re是隨頻率而變化的, 所以固定的中和電容N只能在某一個(gè)頻率點(diǎn)起到完全中和的作用, 對(duì)其它頻率只能有部分中和作用2、又因?yàn)閞e是一個(gè)復(fù)數(shù), 中和電路應(yīng)該是一個(gè)由電阻和電容組成的電路, 但這給調(diào)試增加了

19、困難。另外, 如果再考慮到分布參數(shù)的作用和溫度變化等因素的影響, 中和電路的效果很有限。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路33失配法：失配法：通過增大負(fù)載導(dǎo)納L, 使輸出電路嚴(yán)重失配, 回路總電導(dǎo)g增大，輸出電壓相應(yīng)減小, 從而反饋到輸入端的電流減小, 這樣對(duì)輸入端的影響也就減小了。 失配法是用犧牲增益來換取電路穩(wěn)定的。 用兩只晶體管按共射共基方式連接成一個(gè)復(fù)合管是經(jīng)常采用的一種失配法。圖2.2.5是其結(jié)構(gòu)原理圖。第2章 高頻小信號(hào)放大電路34圖 2.2.5 共射共基電路 YiV1V2Yo第2章 高頻小信號(hào)放大電路35 從式（2.2.3）可知，當(dāng)負(fù)載導(dǎo)納YL很大時(shí)，晶體管輸入導(dǎo)納Yiyie， 其中的

20、反饋分量可以忽略，晶體管可以看成是單向工作， 所以又稱失配法為單向化方法。由于共基電路的輸入導(dǎo)納較大, 因此當(dāng)它和輸出導(dǎo)納較小的共射電路連接時(shí), 相當(dāng)于使共射電路的負(fù)載導(dǎo)納增大而失配, 從而使共射晶體管內(nèi)部反饋減弱, 穩(wěn)定性大大提高。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路36第2章 高頻小信號(hào)放大電路2.1 概述概述2.2 諧振放大器諧振放大器 2.3 寬頻帶放大器寬頻帶放大器 2.4 集成高頻小信號(hào)放大電路集成高頻小信號(hào)放大電路 2.5 章末小結(jié)章末小結(jié) 第2章 高頻小信號(hào)放大電路37高頻放大電路小信號(hào)放大電路功率放大電路窄帶（KHzMHz）寬帶（MHzGHz）具有選頻、放大功能對(duì)頻帶寬度在幾兆赫茲甚

21、至幾吉赫茲以上的微弱信號(hào)進(jìn)行線性放大要求電路上限截至頻率很低，下限截至頻率很高集中選頻放大器 = 寬頻帶放大器 + 集中選頻濾波器對(duì)窄帶信號(hào)進(jìn)行放大諧振放大器集中選頻放大器第2章 高頻小信號(hào)放大電路38bbb rebrebCbcbrcbCebmUgcerce 是基極電阻bb b e是等效發(fā)射結(jié)電阻是集電結(jié)電阻cb是發(fā)射結(jié)電容ebC是集電結(jié)電容cbC等效電流發(fā)生器表示晶體管放大作用的ebmvg)(26)(,0mVmAIggcebmm稱為跨導(dǎo)可能引起自激一部分到輸入端將輸出的交流電壓反饋.cbC2.3 寬頻帶放大器寬頻帶放大器寬頻帶放大電路也由晶體管、 場(chǎng)效應(yīng)管或集成電路提供電壓增益。 為了展寬工

22、作頻帶, 不但要求有源器件的高頻性能好, 而且在電路結(jié)構(gòu)上采取了一些改進(jìn)措施。寬頻帶放大器中的晶體管特性宜采用混合型等效電路分析1er第2章 高頻小信號(hào)放大電路39各參數(shù)的關(guān)系：emrg1)()()(26mAImVqIkTrEQEQe(在室溫下) 0(1)b eerr 其中，k為波爾茲曼常數(shù), T是電阻溫度(以絕對(duì)溫度K計(jì)量), IEQ是發(fā)射極靜態(tài)電流, 0是晶體管低頻短路電流放大系數(shù)發(fā)射結(jié)電阻re折合到基極回路的等效電阻跨導(dǎo)第2章 高頻小信號(hào)放大電路40對(duì)電路適當(dāng)簡(jiǎn)化：1、由于rce和rbc較大, 一般可以將其開路2、由于Cbc跨接在輸入、輸出端之間, 是雙向傳輸元件?？梢园袰bc折合到輸入

23、端b、e之間, 與電容Cbe并聯(lián), 其等效電容為 cbLmMCRgC)1 ( (2.3.1)即把Cbc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), RL 是考慮負(fù)載后的輸出端總電阻, CM稱為密勒電容。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路41圖 2.3.2 簡(jiǎn)化高頻混合型等效電路 bbb rebrbMebCCceebmUg利用密勒效應(yīng)后的簡(jiǎn)化高頻混合型等效電路如圖2.3.2所示。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路42 從式(2.3.1)可以看到, 集電結(jié)電容Cbc等效到輸入端以后, 電容值增加為原來的 (1+gmRL)倍。雖然Cbc數(shù)值很小, 一般僅幾皮法, 但M一般卻很大。密勒效應(yīng)使共射電

24、路輸入電容增大, 容抗減小, 且隨頻率的增大容抗更加減小, 導(dǎo)致高頻性能降低導(dǎo)致高頻性能降低。 因?yàn)樵诠不娐泛凸布娐分? Cbc處于輸出端, 或者處于輸入端, 無密勒效應(yīng)。 考慮電容效應(yīng)后考慮電容效應(yīng)后, 晶體管的電流增益是工作頻率的函數(shù)。下面晶體管的電流增益是工作頻率的函數(shù)。下面介紹三個(gè)與電流增益有關(guān)的晶體管高頻參數(shù)。介紹三個(gè)與電流增益有關(guān)的晶體管高頻參數(shù)。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路43 1. 共射晶體管截止頻率共射晶體管截止頻率 共射短路電流放大系數(shù)是指混合型等效電路輸出交流短路時(shí), 集電極電流Ic與基極電流Ib的比值。從圖2.3.1可以看到, 當(dāng)輸出端短路后, 若忽略rbc，則 r

25、be 、Cbe和Cbc 三者并聯(lián)。 .ffjCCrjrgIIcbebebebmUbcc1)(100其中 0m b eg r (2.3.3)12()b eb eb cfrCC 由于0比1大的多,在頻率為f時(shí),|雖然下降到原來的0.707但是仍然比1大的多,因此晶體管還能起到放大的作用。第2章 高頻小信號(hào)放大電路44 2. 特征頻率特征頻率fT 當(dāng)?shù)姆迪陆档?時(shí), 對(duì)應(yīng)的頻率定義為特征頻率fT。 .1120ff120ffTffT00, 1所以由于12Tb eb cefCCr第2章 高頻小信號(hào)放大電路45 3. 共基晶體管截止頻率共基晶體管截止頻率f 共基短路電流放大系數(shù)是晶體管用作共基組態(tài)時(shí)的輸

26、出交流短路參數(shù), 即.0cUecII 的幅值也是隨頻率的增高而下降, f定義為的幅值下降到低頻放大系數(shù)0的 時(shí)的頻率。 三個(gè)高頻參數(shù)之間的關(guān)系滿足下列各式： 2/1. fT0f， ffTf 第2章 高頻小信號(hào)放大電路462.3.1 展寬放大器頻帶的方法展寬放大器頻帶的方法 在寬頻帶放大電路中, 要展寬通頻帶, 也就是要提高上限截止頻率, 主要有：1、組合電路法、組合電路法2、負(fù)反饋法、負(fù)反饋法3、電感串并聯(lián)補(bǔ)償法、電感串并聯(lián)補(bǔ)償法 第2章 高頻小信號(hào)放大電路47 1. 組合電路法組合電路法采用共射共基組合電路 共射電路的電流增益和電壓增益都較大, 但它的上限截止頻率較低, 使得帶寬受到限制,

27、這主要是由于密勒效應(yīng)的緣故。 因?yàn)樵诠不娐泛凸布娐分? Cbc處于輸出端, 或者處于輸入端, 無密勒效應(yīng), 所以上限截止頻率遠(yuǎn)高于共射電路。 密勒效應(yīng)：集電結(jié)電容Cbc等效到輸入端以后, 電容值增加為原來的 (1+gmRL)倍。雖然Cbc數(shù)值很小, 一般僅幾皮法, 但M一般卻很大。密勒效應(yīng)使共射電路輸入電容增大, 容抗減小, 且隨頻率的增大容抗更加減小, 導(dǎo)致高頻性能降低。第2章 高頻小信號(hào)放大電路48圖 2.2.5 共射共基電路 YiV1V2Yo第2章 高頻小信號(hào)放大電路49共射共基組合電路特點(diǎn)：1、共基電路輸入阻抗小, 可作為共射電路的負(fù)載, 使共射電路輸出總電阻RL大大減小, 進(jìn)而使

28、密勒電容M也減小, 使高頻性能有所改善, 有效地?cái)U(kuò)展了整個(gè)組合電路的上限截止頻率。2、共射電路負(fù)載減小, 故電壓增益減小，但這可以由電壓增益較大的共基電路進(jìn)行補(bǔ)償，而共射電路的電流增益不會(huì)減小, 因此整個(gè)組合電路的電流增益和電壓增益都較大。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路50圖 2.3.3 寬帶集成電路ER4803內(nèi)部電路圖 V3V4V5V6V7V8V1V2ReCeIb1Ib2968512111316237141圖2.3.3所示的寬帶放大集成電路中采用了共射共基差分對(duì)電路, 它的帶寬可達(dá)到 z。第2章 高頻小信號(hào)放大電路51該電路由V1、V3（或V4）與V2、V6(或V5)組成共射共基差分對(duì), 輸

29、出電壓特性由外電路控制。如外電路使b2, b1時(shí), V8和V4 、V5截止, 信號(hào)電流由V1、V2流入V3、V6后輸出。如外電路使b1, b2時(shí), V7和V3、V6截止, 信號(hào)電流由V1、V2 流入V4、V5后輸出, 輸出極性與第一種情況相反。 如外電路使b1b2時(shí), 通過負(fù)載的電流則互相抵消, 輸出為零。 e用于高頻補(bǔ)償, 因高頻時(shí)容抗減小, 發(fā)射極反饋深度減小, 使頻帶展寬。這種集成電路常用作MHz以上寬帶示波器中的高頻、中頻和視頻放大。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路52 . 負(fù)反饋法負(fù)反饋法 調(diào)節(jié)負(fù)反饋電路中的某些元件參數(shù), 可以改變反饋深度改變反饋深度, 從而調(diào)節(jié)負(fù)反饋放大器的增益增益和

30、頻帶寬度頻帶寬度。 如果以犧牲增益為代價(jià), 可以擴(kuò)展放大器的頻帶, 其類型可以是單級(jí)負(fù)反饋, 也可以是多級(jí)負(fù)反饋。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路53 圖2.3.4所示LM733集成寬帶放大電路中, V1、V2組成了電流串聯(lián)負(fù)反饋差分放大器, V3V6組成了電壓并聯(lián)負(fù)反饋差分放大器(其中V5和V6兼作輸出級(jí)), V7V11為恒流源電路。改變第一級(jí)差放的負(fù)反饋電阻, 可調(diào)節(jié)整個(gè)電路的電壓增益。分別把引出端11和4短接, 或者把引出端12和3短接, 或者各引出端均不短接, 將會(huì)使電壓增益依次減?。ǖ湫椭捣謩e是400、 100和10），使上限截止頻率依次增高（典型值分別是40 MHz、90 MHz和12

31、0 MHz）。也可在引出端11和4之間外接可調(diào)電阻進(jìn)行增益和帶寬的調(diào)節(jié)。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路54圖 2.3.4 集成寬帶放大器LM733內(nèi)部電路圖 V3V41.1 kR91.1 kR10V5V6UCC7 kR11R127 ko1Uo2U10 kR82.4 kR22.4 kR1V1V250R550R3i2Ui1U590R6590R4300R7UEEV71.4 kR15V8300R16V9400R13V10V11400R1410875143141112注：管腳編號(hào)是對(duì)應(yīng)DIP封裝。第2章 高頻小信號(hào)放大電路55圖 2.3.5 集電極電感并聯(lián)補(bǔ)償電路 RcLcCoUCC(a)bbb rebr

32、iCbebmUgeRcLccCo(b)(c)電壓增益0補(bǔ)償前補(bǔ)償后fHHf f 3. 電感串并聯(lián)補(bǔ)償法電感串并聯(lián)補(bǔ)償法在晶體管集電極上接入電感， 和放大器輸出端等效電容組成LC并聯(lián)回路， 可以提高放大器的上限截止頻率。圖2.3.5（a）是工作原理圖， （b）圖是（a）圖的高頻等效電路。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路56 圖中Co是包括晶體管輸出電容、負(fù)載電容等在內(nèi)的總等效電容，Lc是外加補(bǔ)償電感。 未接入Lc前，放大器輸入端等效電容和輸出端等效電容的容抗值隨信號(hào)頻率的增高而逐漸下降， 從而使放大器的電壓增益也逐漸減小，上限截止頻率受到限制。 接入Lc后， Lc和Co組成并聯(lián)諧振回路。如果使回路諧

33、振頻率位于放大器原幅頻特性曲線高頻段的下降處， 且諧振曲線不很尖銳（可以通過適當(dāng)增大電阻Rc使回路Q值減小而做到），可以使放大器的幅頻特性在高頻端得到提升，上限截止頻率增高。 補(bǔ)償前后的幅頻特性和上限截止頻率fH、fH/見（c）圖。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路57電視接收機(jī)中的視頻放大電路常常采用這種方法。 由于在CMOS集成工藝上已經(jīng)可以制作低Q值電感， 因此這種方法可用于設(shè)計(jì)帶寬高達(dá)幾吉赫茲的集成寬帶放大器。 RcLcCoUCC(a)bbb rebriCbebmUgeRcLccCo(b)(c)電壓增益0補(bǔ)償前補(bǔ)償后fHHf f第2章 高頻小信號(hào)放大電路58最近進(jìn)展：采用新材料最近進(jìn)展：采用

34、新材料研究資料顯示， Si雙極型（包括Bipolar、BiCMOS和SiGe等幾種工藝）器件的特征頻率fT可達(dá)到10 GHz以上，而現(xiàn)正處于發(fā)展階段的GaAs器件的工作頻率可以做到50 GHz以上。 原因在于用這些新的集成工藝制作的射頻器件大大減小了結(jié)電容和寄生電容， 而且具有更高的電子遷移率和飽和漂移電子速度， 這就使其高頻特性得到極大改善， 響應(yīng)速度大大提高。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路59 圖2.3.6是Motorola公司生產(chǎn)的MBC13916內(nèi)部功能電路圖。 MBC13916是采用先進(jìn)的SiGe：C和BiCMOS工藝制成的通用射頻寬帶放大器。從圖中可見，它由一級(jí)共射共基電路組成。圖

35、2.3.6 MBC13916內(nèi)部功能電路圖 1234地輸入輸出地第2章 高頻小信號(hào)放大電路602.3.2 可控增益放大器可控增益放大器 1. 發(fā)射極負(fù)反饋增益控制電路發(fā)射極負(fù)反饋增益控制電路 圖2.3.7是集成電路中常用的發(fā)射極負(fù)反饋增益控制電路。 V1和V2組成差分放大器。信號(hào)從V1、V2的兩個(gè)基極雙端輸入, 從兩個(gè)集電極雙端輸出（也可以單端輸入或輸出）, 控制信號(hào)uc從V3管基極注入。兩個(gè)二極管V4 、V5和電阻e1、e2構(gòu)成發(fā)射極負(fù)反饋, 且有e1e2e, c1c2c。二極管4、 5導(dǎo)通與否取決于e1 和e2上的壓降。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路61圖2.3.7 發(fā)射極負(fù)反饋增益控制電路

36、Rc1Rc2V4V5Re1Re2V1V2Ic3V3ucUCCRe3控制電壓ecgRRAmin(2.3.5) ecgRRA(2.3.6) 第2章 高頻小信號(hào)放大電路62 當(dāng)控制電壓uc很小時(shí),c3很小, 流經(jīng)e1和e2上的平均電流各為c3。如果c3e小于二極管導(dǎo)通電壓, 則二極管、截止, 這時(shí)差分放大器增益最小, 在滿足深度負(fù)反饋條件時(shí)，雙端輸出增益可寫成 ecgRRAmin(2.3.5) 當(dāng)控制電壓uc逐漸增大,c3增加, 使c3e大于二極管導(dǎo)通電壓時(shí), 則、導(dǎo)通, 導(dǎo)通電阻rd將隨著導(dǎo)通電流ID的增加而減小。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路63 若e取值較大, 隨著c3的增加, 二極管的分流作用

37、越來越大, d越來越小, 發(fā)射極等效電阻Re=rdRe也越來越小, 負(fù)反饋?zhàn)饔?越 來 越 弱 , 差 分 放 大 器 增 益 越 來 越 大 , 控 制 過 程 為ucIc3IDrdReAg。這時(shí)的增益表達(dá)式為ecgRRA(2.3.6) 可見, 利用這種電路進(jìn)行增益控制時(shí), 控制電壓uc應(yīng)隨著輸入信號(hào)增大而減小。 2.4節(jié)介紹的TA7680AP內(nèi)部三級(jí)放大器均采用了發(fā)射極負(fù)反饋增益控制電路。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路64 2. 晶體管分流增益控制電路晶體管分流增益控制電路 利用晶體管集電極電流受b、e極電壓控制的原理，可以將晶體管作為一個(gè)可控分流器件接入放大器中， 對(duì)放大器的增益進(jìn)行控制。

38、 圖2.3.8所示的MC1490放大器采用了這種AGC方式。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路65圖2.3.8 MC1490內(nèi)部電路圖 V447070UAGCV5V64701.5 k5.5 k12.1 kV7V845V9V10()()OutputsUCC2.8 k2002002.8 k2001.9 k1.4 k5.6 k1.1 k1.1 k()()InputsV1V2668.4 kV32 k5 k5 k54628137第2章 高頻小信號(hào)放大電路66 在MC1490中，V1V6組成類似于ER4803內(nèi)部V1V6那樣的共射共基差分對(duì)，不同之處在于利用V4、V5實(shí)現(xiàn)AGC功能。若腳輸入AGC控制電壓UAG

39、C較低時(shí)，V4與V5截止，由V1、V2基極輸入的信號(hào)經(jīng)V1V3和V6組成的共射共基差分對(duì)電路放大，從V3 、V6的集電極輸出，分別送往V7、V10的基極，經(jīng)V7 V10組成的共集共射差分對(duì)電路再放大，最后從腳和腳雙端輸出。當(dāng)UAGC增大后，V4和V5逐漸導(dǎo)通，對(duì) V1 、V2的集電極電流進(jìn)行分流，使進(jìn)入V3 、V6的發(fā)射極電流減小，從而使V3 、 V6的輸出電壓減小，放大器增益也就減小。顯然，UAGC越大， 增益越小。與發(fā)射極負(fù)反饋方式相比，這種增益控制方式具有不影響放大器輸入輸出阻抗的優(yōu)點(diǎn)。第2章 高頻小信號(hào)放大電路67 MC1490的最高工作頻率可達(dá)100 MHz。當(dāng)電源電壓為12V，工作

40、頻率為60MHz，輸入信號(hào)源電阻與輸出負(fù)載均為50時(shí)， 最大功率增益為45 dB，功率AGC動(dòng)態(tài)范圍為60 dB。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路682.4 集成高頻小信號(hào)放大電路實(shí)例介紹集成高頻小信號(hào)放大電路實(shí)例介紹 日本東芝公司的單片集成電路TA7680AP是兩片式集成電路彩色電視機(jī)中的圖像、伴音通道芯片。該芯片包括中頻放大、視頻檢波、伴音鑒頻等部分。下面先介紹其中的中頻放大電路部分，AGC檢波和伴音鑒頻兩部分電路將分別在第6章和第7章介紹。 圖2.4.1給出了外接前置中放、SAWF和TA7680AP內(nèi)部中頻放大部分的電路圖。 第2章 高頻小信號(hào)放大電路69圖 2.4.1 彩電圖像中頻放大電路

41、與外接前置電路 圖2.4.1射頻輸入R12R13VD1VD2V2R20R21V1R18R33R22V4V3R3R5R4R2R14R15VD3VD4V7R25R26V6R23R36V9V8R6R8R7R16R17VD5VD6V12R30R31V11R28R38R32V14V13R9R11R10R13R24R29R39V15R33V10V16V17V18R40R41R42V19R47C1R48C2R45UCCV21V20R50R49R43R44V5R34R35中放AGC中放AGC96100078R1TA7680AP0.011.8 k0.01L162TRF9202C680R16527R16656 kR163220R164UCC1 kR1620.01C1620.01130R161C161L161TRF1019R37R27R46第2章 高頻小信號(hào)放大電路70 從電視機(jī)高頻調(diào)諧器送來的圖像、 伴音中頻信號(hào)(載頻為38