第2章-高頻電路學習教案

1、會計學1第第2章章-高頻高頻(o pn)電路電路第一頁，共75頁。2高頻諧振(xizhn)放大電路小信號放大(fngd)電路功率放大電路(dinl)“小信號”：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載性質可以分為 諧振放大器和非諧振放大器按電路形式可以分為 單級放大器和多級放大器第1頁/共75頁第二頁，共75頁。3圖 0.2 無線模擬(mn)發(fā)送、 接收系統(tǒng)方框圖 音頻或視頻信號音頻或視頻放大調制高頻功放高頻放大混頻中頻放大解調音頻或視頻功放本地振蕩高頻放大倍 頻高頻振蕩第2頁/共75頁第三頁，共75頁。4單管單調諧放大器

2、單管單調諧放大器 電路電路(dinl)組成組成LCcCR2UCCCbR3CeR11）耦合電容C值一般為UF級,比較大,大電容對高頻信號相當于短路2）而振蕩(zhndng)回路中的電容一般為PF級，比較小第3頁/共75頁第四頁，共75頁。5 . 電路性能分析電路性能分析晶體管在高頻狀態(tài)下的小信號物理等效模型.圖 晶體管共發(fā)射極混合(hnh)型等效電路 bbb rebrebCbcbrcbCebmUgcerce第4頁/共75頁第五頁，共75頁。6圖 晶體管共發(fā)射極Y參數(shù)(cnsh)等效電路 bebUbIcIcUce(a)bebUyiecreUybfeUyyoececUcIbI(b) 由于諧振放大器的

3、工作頻段較窄， 故采用晶體管Y參數(shù)等效（形式等效）電路進行分析比較(bjio)合適。第5頁/共75頁第六頁，共75頁。7共發(fā)射極接法的晶體管相應的參數(shù)(cnsh)方程為： crebiebUyUyIcoebiecUyUyI輸入(shr)導納 反向(fn xin)傳輸導納 正向傳輸導納 輸出導納 0cUbcfeUIy0cUbbieUIy0bUcbreUIy0bUccoeUIyLoerefeiebbiYyyyyUIY第6頁/共75頁第七頁，共75頁。8圖 單管單調諧(tioxi)放大器的等效電路 YsbIiUyieifeUyyoecUCn1pUge0cIn2LyieoULY121feouin n y

4、UAUgj Cj L YL第7頁/共75頁第八頁，共75頁。9 其中與分別為諧振(xizhn)回路總電導和總電容， g=n21goe+n22gL+ge0 C=n21Coe+n22CL+C諧振(xizhn)頻率為 LCf210或 01LC 第8頁/共75頁第九頁，共75頁。10諧振(xizhn)頻率處放大器的電壓增益為 12fe00u0in n yUA =gU 其電壓增益(zngy)振幅為 gynnUUAfeiu21000由于fe是復數(shù), 有一個相角fe, 所以一般來說, 放大器輸出電壓(diny)與輸入電壓(diny)之間的相位并非正好相差。第9頁/共75頁第十頁，共75頁。11回路(hul)

5、有載值為 001eCQgLg回路(hul)通頻帶即放大器帶寬為 02egfBWQC200000211)( ffQAAAUAUUUfNeuuuiuio單管單調諧放大器的單位諧振(xizhn)函數(shù)（）與其并聯(lián)諧振(xizhn)回路的歸一化諧振(xizhn)函數(shù)相同, 且都可以寫成 第10頁/共75頁第十一頁，共75頁。12電壓增益振幅與晶體管參數(shù)、 負載(fzi)電導、回路諧振電導和接入系數(shù)有關： (1) 為了增大u0, 應選取|yfe|大, oe小的晶體管。 (2) 為了增大u0, 要求負載(fzi)電導小, 如果負載(fzi)是下一級放大器, 則要求其ie小。 (3) 回路諧振電導e0越小,

6、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, 但不是單調遞增或單調遞減關系。由于1和2還會影響回路有載值e, 而e又將影響通頻帶,所以1與2的選擇應全面考慮, 選取最佳值。第11頁/共75頁第十二頁，共75頁。13【例2.1】 在圖中, 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.

7、3, 0。負載是另一級相同的放大器。 求諧振(xizhn)電壓增益振幅u0和通頻帶0.7。并問回路電容是多少時, 才能使回路諧振(xizhn)？ 第12頁/共75頁第十三頁，共75頁。14解解: （忽略（忽略(hl)re的作用。）因為負載是另一級相同的放大器的作用。）因為負載是另一級相同的放大器pFLC20104 . 1)10302(1162620ieoeCnCnCC2221222212200.59.50.31216.5oeieCCn Cn CpF LieYy第13頁/共75頁第十四頁，共75頁。156066001134.3 10100208 101.4 10egSQL所以(suy) 2201

8、0262623334.3 100.5400 100.31.2 100.24 10eeieggn gn gS空載(kn zi)角頻率 312030.50.3 58.3 10360.24 10f eun n yAg061211208 /1.4 1016.5 10M radsLC 3120.24 101.9122 3.14 20 10gBWMHzC第14頁/共75頁第十五頁，共75頁。16多級單調諧放大器多級單調諧放大器 如果多級放大器中的每一級都調諧在同一頻率如果多級放大器中的每一級都調諧在同一頻率(pnl)上上, 則稱為多級單調諧放大器。則稱為多級單調諧放大器。 第15頁/共75頁第十六頁，共7

9、5頁。17多級單調諧放大器多級單調諧放大器 設放大器有級設放大器有級, 各級電壓增益振幅分別為各級電壓增益振幅分別為u1, u2, , un, 則總電壓增益振幅是各級電壓增益振幅的乘積則總電壓增益振幅是各級電壓增益振幅的乘積, 即即nu1u2un 如果如果(rgu)每一級放大器的參數(shù)結構均相同每一級放大器的參數(shù)結構均相同, 根據(jù)式（）根據(jù)式（）, 則總電壓增益振幅則總電壓增益振幅nenfennunffQgynnAA 2021121|)()(第16頁/共75頁第十七頁，共75頁。18諧振頻率處電壓(diny)增益振幅為 nfennygnnA|210單位諧振(xizhn)函數(shù)為 2200211)(

10、nennffQAAfN 級放大器通頻帶(pndi)為 1/1/00.70.722121nnnefBWfBWQ 第17頁/共75頁第十八頁，共75頁。191.級相同的單調諧放大器的總增益比單級放大器的增益提高了, 而通頻帶比單級放大器的通頻帶縮小了, 且級數(shù)越多, 頻帶越窄。2.如多級放大器的頻帶確定以后, 級數(shù)越多, 則要求其中每一級放大器的頻帶越寬。 3.增益和通頻帶的矛盾是一個嚴重的問題, 特別是對于要求高增益寬頻帶的放大器來說, 這個問題更為突出(t ch)。 這一特性與低頻多級放大器相同。 第18頁/共75頁第十九頁，共75頁。20 【例2.2】 某中頻放大器的通頻帶為6MHz, 現(xiàn)采

11、用兩級或三級相同的單調諧放大器, 兩種情況下對每一級放大器的通頻帶要求各是多少(dusho)？ 解: 根據(jù)式（）, 當n=2時, 因為 HzBWBW67 . 02/1210612所以, 要求(yoqi)每一級帶寬ZHBW62/167 . 0103 . 912106同理, 當時, 要求(yoqi)每一級帶寬 ZHBW63/167 . 0108 .1112106第19頁/共75頁第二十頁，共75頁。21根據(jù)矩形系數(shù)(xsh)定義, 當0.1時, nn00.1, 由式（可求得 ennQffBW0/11 . 01 . 011002所以, 級單調諧(tioxi)放大器的矩形系數(shù)為 121100/1/11

12、 . 01 . 0nnnnnBWBWK第20頁/共75頁第二十一頁，共75頁。22表單調諧表單調諧(tioxi)放大器矩形系數(shù)與級數(shù)的關系放大器矩形系數(shù)與級數(shù)的關系 從表中可以看出, 當級數(shù)增加時, 放大器矩形系數(shù)有所改善, 但這種改善是有一定限度(xind)的, 最小不會低于.。 第21頁/共75頁第二十二頁，共75頁。23 共集電極共集電極(dinj)接法，集電極接法，集電極(dinj)作為公共電極作為公共電極(dinj)，用用CC表示表示; 共基極接法，基極作為共基極接法，基極作為(zuwi)公共電極，用公共電極，用CB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

13、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22頁/共75頁第二十三頁，共75頁。24三種基本組態(tài)三種基本組態(tài)(z ti)的比較的比較大大( (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+_ReCbRLiUC1Rb+VCCC2RL+Re+iUOUC1Rb+VCCC2RL+iU

14、OURciAuA )1( beLrR ebee)1()1(RrR beLrR 第23頁/共75頁第二十四頁，共75頁。25三種三種(sn zhn)基本組態(tài)的比較基本組態(tài)的比較 頻率頻率響應響應大大( (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 1berebe)1(Rr 差差較好

15、較好好好第24頁/共75頁第二十五頁，共75頁。26第25頁/共75頁第二十六頁，共75頁。27 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。 以上我們在討論諧振放大器時, 都假定了反向(fn xin)傳輸導納re, 即晶體管單向工作, 輸入電壓可以控制輸出電流, 而輸出電壓不影響輸入。實際上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。如果這個反饋足夠大, 且在相位上滿足正反饋條件, 則會出現(xiàn)自激振蕩。 第26頁/共75頁第二十七頁，共75頁。28圖 晶體管共發(fā)射極混合(hnh)型等效電路 bbb re

16、brebCbcbrcbCebmUgcercebebUbIcIcUce(a)bebUyiecreUybfeUyyoececUcIbI(b)圖 晶體管共發(fā)射極Y參數(shù)(cnsh)等效電路 第27頁/共75頁第二十八頁，共75頁。29 為了提高放大器的穩(wěn)定性, 通常從兩個方面著手。一、從晶體管本身想辦法, 減小其反向傳輸導納re值。re的大小主要(zhyo)取決于集電極與基極間的結電容bc（由混合型等效電路圖可知,bc跨接在輸入、 輸出端之間）, 所以制作晶體管時應盡量使其bc減小, 使反饋容抗增大, 反饋作用減弱。二、從電路上設法消除晶體管的反向作用, 使它單向化。具體方法有中和法與失配法。 第28

17、頁/共75頁第二十九頁，共75頁。30 中和法：在晶體管的輸出端與輸入端之間引入一個附加的外部(wib)反饋電路（中和電路）, 以抵消晶體管內部參數(shù)re的反饋作用。由于re的實部（反饋電導）通常很小, 可以忽略, 所以常常只用一個電容N來抵消re的虛部（反饋電容）的影響, 就可達到中和的目的。為了使通過N的外部(wib)電流和通過bc的內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反相的耦合變壓器。第29頁/共75頁第三十頁，共75頁。31圖 放大器的中和電路(dinl) V1L1L2CNoUUCCV2Uc(a)L1L2NIcbCCN1IcUoU(b)圖（）所示為收音機常用

18、的中和電路, （）是其交流等效電路。為了(wi le)直觀, 將晶體管內部電容bc畫在了晶體管外部。第30頁/共75頁第三十一頁，共75頁。32 中和法的缺點：1、由于re是隨頻率而變化的, 所以固定的中和電容N只能在某一個頻率點起到完全中和的作用, 對其它頻率只能有部分中和作用2、又因為re是一個復數(shù), 中和電路應該是一個由電阻和電容組成的電路, 但這給調試(dio sh)增加了困難。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31頁/共75頁第三十二頁，共75頁。33失配法：通過增大負載導納失配法：通過增大負載導納L, 使輸出電路嚴重使輸出電路嚴重

19、(ynzhng)失配失配, 回路總電導回路總電導g增大，輸出電壓相應減小增大，輸出電壓相應減小, 從而反饋到輸入端的電流減小從而反饋到輸入端的電流減小, 這樣對輸入端的影響也就減小了。這樣對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。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用兩只晶體管按共射共基方式連接成一個復合管是經常采用的一種失配法。圖是其結構原理圖。共基方式連接成一個復合管是經常采用的一種失配法。圖是其結構原理圖。第32頁/共75頁第三十三頁，共75頁。34圖 共射共基電路(dinl) YiV1V2Yo第33頁/共75頁第三十四頁，共75頁。35 從式（

20、）可知，當負載導納YL很大時，晶體管輸入導納Yiyie， 其中(qzhng)的反饋分量可以忽略，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納較大, 因此當它和輸出導納較小的共射電路連接時, 相當于使共射電路的負載導納增大而失配, 從而使共射晶體管內部反饋減弱, 穩(wěn)定性大大提高。 第34頁/共75頁第三十五頁，共75頁。36第2章 高頻(o pn)小信號放大電路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 集成高頻小信號放大電路集成高頻小信號放大電路(dinl) 2.5 章末小結章末小結 第35頁/共75頁第三十六頁，共

21、75頁。37高頻(o pn)放大電路小信號(xnho)放大電路功率放大電路(dinl)窄帶（KHzMHz）寬帶（MHzGHz）具有選頻、放大功能對頻帶寬度在幾兆赫茲甚至幾吉赫茲以上的微弱信號進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 + 集中選頻濾波器對窄帶信號進行放大諧振放大器集中選頻放大器第36頁/共75頁第三十七頁，共75頁。38bbb rebrebCbcbrcbCebmUgcerce 是基極電阻bb b e是等效發(fā)射結電阻是集電結電阻cb是發(fā)射結電容ebC是集電結電容cbC等效電流發(fā)生器表示晶體管放大作用的ebmvg)(26)(,0mVmAI

22、ggcebmm稱為跨導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、 場效應管或集成電路提供電壓增益。 為了展寬工作頻帶, 不但要求有源器件的高頻(o pn)性能好, 而且在電路結構上采取了一些改進措施。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37頁/共75頁第三十八頁，共75頁。39各參數(shù)(cnsh)的關系：emrg1)()()(26mAImVqIkTrEQEQe(在室溫(sh wn)下) 0(1)b eerr 其中，k為波爾茲曼常數(shù), T是電阻溫度(wnd)(以絕對溫度(wnd)K計量), IEQ是發(fā)射極靜

23、態(tài)電流, 0是晶體管低頻短路電流放大系數(shù)發(fā)射結電阻re折合到基極回路的等效電阻跨導第38頁/共75頁第三十九頁，共75頁。40對電路(dinl)適當簡化：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折合到輸入端b、e之間, 與電容Cbe并聯(lián), 其等效電容為 cbLmMCRgC)1 ( 即把Cbc的作用等效到輸入端, 這就是密勒效應。其中gm是晶體管跨導, RL 是考慮負載(fzi)后的輸出端總電阻, CM稱為密勒電容。 第39頁/共75頁第四十頁，共75頁。41圖 簡化高頻(o pn)混合型等效電路 bbb rebrbMeb

24、CCceebmUg利用密勒效應(xioyng)后的簡化高頻混合型等效電路如圖所示。 第40頁/共75頁第四十一頁，共75頁。42 從式可以看到, 集電結電容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, 導致高頻性能降低。 因為在共基電路和共集電路中, Cbc處于輸出端, 或者處于輸入端, 無密勒效應。 考慮電容效應后, 晶體管的電流(dinli)增益是工作頻率的函數(shù)。下面介紹三個與電流(dinli)增益有關的晶體管高頻參數(shù)。 第41頁/共75頁第

25、四十二頁，共75頁。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, 集電極電流Ic與基極電流Ib的比值。從圖2.3.1可以看到, 當輸出端短路后, 若忽略rbc，則 rbe 、Cbe和Cbc 三者并聯(lián)。 .ffjCCrjrgIIcbebebebmUbcc1)(100其中(qzhng) 0m b eg r 12()b eb eb cfrCC 由于0比1大的多,在頻率為f時,|雖然下降到原來(yunli)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42頁/共75頁第四十三頁，共75頁。44 2. 特征頻率特征頻率fT 當

26、的幅值下降到1時, 對應的頻率定義為特征頻率fT。 .1120ff120ffTffT00, 1所以由于12Tb eb cefCCr第43頁/共75頁第四十四頁，共75頁。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)時的輸出交流短路參數(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 時的頻率。 三個高頻參數(shù)之間的關系滿足下列各式： 2/1. fT0f， ffTf 第44頁/共75頁第四十五頁，共75頁。46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在寬頻帶放大電路中, 要展寬通頻帶要展

27、寬通頻帶, 也就是要提高上限也就是要提高上限(shngxin)截止頻率截止頻率, 主要有：主要有：1、組合電路法、組合電路法2、負反饋法、負反饋法3、電感串并聯(lián)補償法、電感串并聯(lián)補償法 第45頁/共75頁第四十六頁，共75頁。47 1. 組合電路法組合電路法采用共射共基組合電路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但它的上限截止頻率較低, 使得帶寬受到限制使得帶寬受到限制, 這主要這主要(zhyo)是由于密勒效應的緣故。是由于密勒效應的緣故。 因為在共基電路和共集電路中因為在共基電路和共集電路中, Cbc處于輸出端處

28、于輸出端, 或者處于輸入端或者處于輸入端, 無密勒效應無密勒效應, 所以上限截止頻率遠高于共射電路。所以上限截止頻率遠高于共射電路。 密勒效應：集電結電容(dinrng)Cbc等效到輸入端以后, 電容(dinrng)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。密勒效應使共射電路輸入電容(dinrng)增大, 容抗減小, 且隨頻率的增大容抗更加減小, 導致高頻性能降低。第46頁/共75頁第四十七頁，共75頁。48圖 共射共基電路(dinl) YiV1V2Yo第47頁/共75頁第四十八頁，共75頁。49共射共基組合電路特點：1、共基電路輸入阻抗小, 可

29、作為共射電路的負載(fzi), 使共射電路輸出總電阻RL大大減小, 進而使密勒電容M也減小, 使高頻性能有所改善, 有效地擴展了整個組合電路的上限截止頻率。2、共射電路負載(fzi)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行補償，而共射電路的電流增益不會減小, 因此整個組合電路的電流增益和電壓增益都較大。 第48頁/共75頁第四十九頁，共75頁。50圖 寬帶(kun di)集成電路ER4803內部電路圖 V3V4V5V6V7V8V1V2ReCeIb1Ib2968512111316237141圖所示的寬帶放大集成電路中采用(ciyng)了共射共基差分對電路, 它的帶寬可達到 z

30、。第49頁/共75頁第五十頁，共75頁。51該電路由V1、V3（或V4）與V2、V6(或V5)組成共射共基差分對, 輸出電壓特性由外電路控制(kngzh)。如外電路使b2, b1時, V8和V4 、V5截止, 信號電流由V1、V2流入V3、V6后輸出。如外電路使b1, b2時, V7和V3、V6截止, 信號電流由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, 通過負載的電流則互相抵消, 輸出為零。 e用于高頻補償, 因高頻時容抗減小, 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50頁/共75頁第

31、五十一頁，共75頁。52 . 負反饋法負反饋法 調節(jié)負反饋電路中的某些元件參數(shù)調節(jié)負反饋電路中的某些元件參數(shù), 可以改變反饋深度可以改變反饋深度, 從而從而(cng r)調節(jié)負反饋放大器的增益和頻帶寬度。調節(jié)負反饋放大器的增益和頻帶寬度。 如果以犧牲增益為代價如果以犧牲增益為代價, 可以擴展放大器的頻帶可以擴展放大器的頻帶, 其類型可以是單級負反饋其類型可以是單級負反饋, 也可以是多級負反饋。也可以是多級負反饋。 第51頁/共75頁第五十二頁，共75頁。53 圖所示LM733集成寬帶放大電路中, V1、V2組成了電流串聯(lián)負反饋差分放大器, V3V6組成了電壓(diny)并聯(lián)負反饋差分放大器(其

32、中V5和V6兼作輸出級), V7V11為恒流源電路。改變第一級差放的負反饋電阻, 可調節(jié)整個電路的電壓(diny)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, 將會使電壓(diny)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120 MHz）。也可在引出端11和4之間外接可調電阻進行增益和帶寬的調節(jié)。 第52頁/共75頁第五十三頁，共75頁。54圖 集成(j chn)寬帶放大器LM733內部電路圖 V3V41.1 kR91.1 kR10V5V6UCC7 kR11R127 ko1Uo2

33、U10 kR82.4 kR22.4 kR1V1V250R550R3i2Ui1U590R6590R4300R7UEEV71.4 kR15V8300R16V9400R13V10V11400R1410875143141112注：管腳編號是對應DIP封裝。第53頁/共75頁第五十四頁，共75頁。55圖 集電極電感并聯(lián)(bnglin)補償電路 RcLcCoUCC(a)bbb rebriCbebmUgeRcLccCo(b)(c)電壓增益0補償前補償后fHHf f 3. 電感串并聯(lián)補償法電感串并聯(lián)補償法在晶體管集電極上接入電感，在晶體管集電極上接入電感， 和放大器輸出端等效和放大器輸出端等效(dn xio)

34、電容組成電容組成LC并聯(lián)回路，并聯(lián)回路， 可以提高放大器的上限截止頻率。可以提高放大器的上限截止頻率。圖（圖（a）是工作原理圖，）是工作原理圖， （b）圖是（）圖是（a）圖的高頻等效）圖的高頻等效(dn xio)電路。電路。 第54頁/共75頁第五十五頁，共75頁。56 圖中Co是包括晶體管輸出電容、負載電容等在內的總等效電容，Lc是外加補償電感。 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(rgu)使回路諧振頻率位于放大器原幅頻特性曲線高頻段的

35、下降處， 且諧振曲線不很尖銳（可以通過適當增大電阻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。 補償前后的幅頻特性和上限截止頻率fH、fH/見（c）圖。 第55頁/共75頁第五十六頁，共75頁。57電視接收機中的視頻放大電路常常采用(ciyng)這種方法。 由于在CMOS集成工藝上已經可以制作低Q值電感， 因此這種方法可用于設計帶寬高達幾吉赫茲的集成寬帶放大器。 RcLcCoUCC(a)bbb rebriCbebmUgeRcLccCo(b)(c)電壓增益0補償前補償后fHHf f第56頁/共75頁第五十七頁，共75頁。58最近進展：采用新材料最近進展：

36、采用新材料研究資料顯示，研究資料顯示， Si雙極型（包括雙極型（包括Bipolar、BiCMOS和和SiGe等幾種工藝）器件的特征頻率等幾種工藝）器件的特征頻率fT可達到可達到10 GHz以上，而現(xiàn)正處于發(fā)展階段的以上，而現(xiàn)正處于發(fā)展階段的GaAs器件的工作頻率可以做到器件的工作頻率可以做到50 GHz以上。以上。 原因在于用這些新的集成原因在于用這些新的集成(j chn)工藝制作的射頻器件大大減小了結電容和寄生電容，工藝制作的射頻器件大大減小了結電容和寄生電容， 而且具有更高的電子遷移率和飽和漂移電子速度，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，這就使其高

37、頻特性得到極大改善， 響應速度大大提高。響應速度大大提高。 第57頁/共75頁第五十八頁，共75頁。59 圖是Motorola公司生產的MBC13916內部功能(gngnng)電路圖。 MBC13916是采用先進的SiGe：C和BiCMOS工藝制成的通用射頻寬帶放大器。從圖中可見，它由一級共射共基電路組成。圖 內部(nib)功能電路圖 1234地輸入輸出地第58頁/共75頁第五十九頁，共75頁。60可控增益可控增益(zngy)放大器放大器 1. 發(fā)射極負反饋增益控制電路發(fā)射極負反饋增益控制電路 圖是集成電路中常用的發(fā)射極負反饋增益控制電路。圖是集成電路中常用的發(fā)射極負反饋增益控制電路。 V1和

38、和V2組成差分放大器。信號組成差分放大器。信號(xnho)從從V1、V2的兩個基極雙端輸入的兩個基極雙端輸入, 從兩個集電極雙端輸出（也可以單端輸入或輸出）從兩個集電極雙端輸出（也可以單端輸入或輸出）, 控制信號控制信號(xnho)uc從從V3管基極注入。兩個二極管管基極注入。兩個二極管V4 、V5和電阻和電阻e1、e2構成發(fā)射極負反饋構成發(fā)射極負反饋, 且有且有e1e2e, c1c2c。二極管。二極管4、 5導通與否取決于導通與否取決于e1 和和e2上的壓降。上的壓降。 第59頁/共75頁第六十頁，共75頁。61圖發(fā)射極負反饋增益(zngy)控制電路Rc1Rc2V4V5Re1Re2V1V2I

39、c3V3ucUCCRe3控制(kngzh)電壓ecgRRAminecgRRA第60頁/共75頁第六十一頁，共75頁。62 當控制電壓uc很小時(xiosh),c3很小, 流經e1和e2上的平均電流各為c3。如果c3e小于二極管導通電壓, 則二極管、截止, 這時差分放大器增益最小, 在滿足深度負反饋條件時，雙端輸出增益可寫成 ecgRRAmin 當控制電壓uc逐漸(zhjin)增大,c3增加, 使c3e大于二極管導通電壓時, 則、導通, 導通電阻rd將隨著導通電流ID的增加而減小。 第61頁/共75頁第六十二頁，共75頁。63 若e取值較大, 隨著c3的增加, 二極管的分流作用越來越大, d越來

40、越小, 發(fā)射極等效電阻Re=rdRe也越來越小, 負反饋作用越來越弱, 差分放大器增益(zngy)越來越大, 控制過程為ucIc3IDrdReAg。這時的增益(zngy)表達式為ecgRRA 可見, 利用這種電路進行增益控制時, 控制電壓uc應隨著輸入信號增大而減小。 2.4節(jié)介紹(jisho)的TA7680AP內部三級放大器均采用了發(fā)射極負反饋增益控制電路。 第62頁/共75頁第六十三頁，共75頁。64 2. 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可控分流器件接入放大器中， 對放大器的增益進行(jnxng)控制。 圖所示的MC1490放大器

41、采用了這種AGC方式。 第63頁/共75頁第六十四頁，共75頁。65圖內部(nib)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64頁/共75頁第六十五頁，共75頁。66 在MC1490中，V1V6組成類似于ER4803內部V1V6那樣的共射共基差分對，不同之處在于利用V4、V5實現(xiàn)AGC功能。若腳輸入AGC控制電壓UAGC較低時，V4與V5截止

42、，由V1、V2基極輸入的信號經V1V3和V6組成的共射共基差分對電路放大，從V3 、V6的集電極輸出，分別送往V7、V10的基極，經V7 V10組成的共集共射差分對電路再放大，最后從腳和腳雙端輸出。當UAGC增大后，V4和V5逐漸導通，對 V1 、V2的集電極電流進行(jnxng)分流，使進入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。第65頁/共75頁第六十六頁，共75頁。67 MC1490的最高工作頻率可達100 MHz。當電源電壓為12V，

43、工作頻率為60MHz，輸入信號源電阻與輸出負載均為50時， 最大功率增益為45 dB，功率AGC動態(tài)(dngti)范圍為60 dB。 第66頁/共75頁第六十七頁，共75頁。682.4 集成高頻集成高頻(o pn)小信號放大電路實例介紹小信號放大電路實例介紹 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中的圖像、伴音通道芯片。該芯片包括中頻放大、視頻檢波(jinb)、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(jinb)和伴音鑒頻兩部分電路將分別在第6章和第7章介紹。 圖給出了外接前置中放、SAWF和TA7680AP內部中頻放大部分的電路圖。 第67頁

44、/共75頁第六十八頁，共75頁。69圖 彩電(ci din)圖像中頻放大電路與外接前置電路 圖2.4.1射頻輸入R12R13VD1VD2V2R20R21V1R18R33R22V4V3R3R5R4R2R14R15VD3VD4V7R25R26V6R23R36V9V8R6R8R7R16R17VD5VD6V12R30R31V11R28R38R32V14V13R9R11R10R13R24R29R39V15R33V10V16V17V18R40R41R42V19R47C1R48C2R45UCCV21V20R50R49R43R44V5R34R35中放AGC中放AGC96100078R1TA7680AP0.011.8 k0.01L162TRF9202C680R16527R16656 kR163220R164UCC1 kR1620.01C1620.01130R161C161L161TRF1019R37R27R46第68頁/共75頁第六十九頁，共75頁。70 從電視機高頻調諧器送來的圖像(t xin)、 伴音中頻信號(載頻為