第3章 高频小信号放大电路

第3章习题解答习题来源：严国萍，龙占超，通信电子线路，科学出版社，2006年第一版，2009年第五次印刷，P89～P913-1. 解答晶体管低频放大器主要采用混合参数（H参数）等效模型分析方法；而晶体管高频小信号放大器主要采用形式等效电路（Y参数）以及物理模拟等效电路（混合π参数）分析方法。

分析方法的不同，本质原因在于晶体管在高频运用时，它的等效电路不仅包含着一些和频率基本没有关系的电阻，而且还包含着一些与频率有关的电容，这些电容在频率较高时的作用是不能忽略的。

高频小信号放大器不能用特性曲线来分析，这是因为特性曲线是晶体管低频运用时的工作曲线，是不随工作频率变化的；但晶体管在高频运用时，其结电容不可忽略，从而使得晶体管的特性随频率变化而变化。

因此在分析高频小信号时，不可用特性曲线来分析。

3-2. 解答r bb’含义：从晶体管内部结构可知，从基极外部引线b到内部扩散区中某一抽象点b’之间，是一段较长而又薄的N型（或P型）半导体，因掺入杂质很少，因而电导率不高，所以存在一定体积电阻，故在b-b’之间，用集总电阻r bb’表示。

r b’c含义：晶体管内部扩散区某一抽象点b’到集电极c之间的集电结电阻。

r bb’的影响：r bb’的存在，使得输入交流信号产生损失，所以r bb’的值应尽量减小，一般r bb’为15～50Ω。

r b’c的影响：因为集电结为反偏，所以r b’c较大，r b’c一般为10k～10MΩ，特别是硅管，r b’c很大，和放大器负载相比，它的作用往往可以忽略。

3-3. 解答g m是晶体管的跨导，反映晶体管的放大能力，即输入对输出的控制能力。

它和晶体管集电极静态电流（I E ）大小有关。

3-4. 解答因为高频小信号放大器的负载是一个谐振回路，如果阻抗不匹配，会使输出信号幅度减小，而且会失真，为此，必须考虑阻抗匹配的问题。

3-5. 解答小信号放大器主要质量指标有：增益，通频带，选择性，工作稳定性，噪声系数这5个指标。

第三章 思考题与习题3.1 高频小信号放大器采用 LC 谐振回路 作为负载，所以分析高频小信号放大器常采用 Y 参数 等效参数电路进行分析，而且由于输入信号较弱，因此放大器中的晶体管可视为 线性元件 。

高频小信号放大器不仅具有放大作用，还具有 选频滤波的功能 。

衡量高频小信号放大器选择性的两个重要参数分别是 通频带 和 矩形系数 。

3.2 单级单调谐回路谐振放大器的通频带0.7BW ＝ef Q ，矩阵系数0.1r k ＝ 9.95 。

3.3 随着级数的增加，多级单调谐放大器的（设各级的参数相同）增益 增加 ，通频带 变窄 ，矩阵系数 减小 ，选择性 变好 。

3.4 试用矩形系数说明选择性与通频带的关系。

放大器的矩形系数定义为：0.70.10.1r BW k BW =，通频带0.7BW ，显然通频带越宽，矩形系数越大，选择性越差。

3.5 影响谐振放大器稳定性的因素是什么？反馈导纳的物理意义是什么？解：影响谐振放大器稳定性的因素是内部反馈b c C '，输出信号通过该电容反馈回到输入端，将会使放大器性能指标变差，严重时会使放大器产生自激振荡。

反馈导纳re Y 又称为反向传输导纳，其物理意义是输入端短路时，输出电压与其在输入端产生的电流的大小之比。

3.6 在工作点合理的情况下，图3.2.5（b ）中的三极管能否用不含结电容的小信号等效电路等效？为什么？解：不能用不含结电容的小信号等效电路等效，因为结电容对电路是否有影响，与静态工作点无关，而是与放大器的工作频率有关，只有在低频工作的情况下，结电容的影响才能够忽略，此时才能用不含结电容的小信号等效电路等效。

3.7 说明图3.2.5（b ）中，接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标有何影响？ 解：接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标的影响体现在对回路阻抗的影响和对放大倍数的影响上，合理的选择接入系数的大小，可以达到阻抗匹配，使放大倍数最大，传输效果最佳。

第三章 思考题与习题3.1 高频小信号放大器采用 LC 谐振回路 作为负载，所以分析高频小信号放大器常采用 Y 参数 等效参数电路进行分析，而且由于输入信号较弱，因此放大器中的晶体管可视为 线性元件 。

高频小信号放大器不仅具有放大作用，还具有 选频滤波的功能 。

衡量高频小信号放大器选择性的两个重要参数分别是 通频带 和 矩形系数 。

3.2 单级单调谐回路谐振放大器的通频带0.7BW ＝ef Q ，矩阵系数0.1r k ＝ 9.95 。

3.3 随着级数的增加，多级单调谐放大器的（设各级的参数相同）增益 增加 ，通频带 变窄 ，矩阵系数 减小 ，选择性 变好 。

3.4 试用矩形系数说明选择性与通频带的关系。

放大器的矩形系数定义为：0.70.10.1r BW k BW =，通频带0.7BW ，显然通频带越宽，矩形系数越大，选择性越差。

3.5 影响谐振放大器稳定性的因素是什么？反馈导纳的物理意义是什么？解：影响谐振放大器稳定性的因素是内部反馈b c C '，输出信号通过该电容反馈回到输入端，将会使放大器性能指标变差，严重时会使放大器产生自激振荡。

反馈导纳re Y 又称为反向传输导纳，其物理意义是输入端短路时，输出电压与其在输入端产生的电流的大小之比。

3.6 在工作点合理的情况下，图3.2.5（b ）中的三极管能否用不含结电容的小信号等效电路等效？为什么？解：不能用不含结电容的小信号等效电路等效，因为结电容对电路是否有影响，与静态工作点无关，而是与放大器的工作频率有关，只有在低频工作的情况下，结电容的影响才能够忽略，此时才能用不含结电容的小信号等效电路等效。

3.7 说明图3.2.5（b ）中，接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标有何影响？ 解：接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标的影响体现在对回路阻抗的影响和对放大倍数的影响上，合理的选择接入系数的大小，可以达到阻抗匹配，使放大倍数最大，传输效果最佳。

·30·第3章 高频小信号放大器3.1 掌握要点3.1.1 高频小信号放大器的质量指标：1. 增益：（放大系数） 电压增益： i V V A oV = (3-1) 功率增益： i 0P P P A =(3-2) 分贝表示： i 0V log 20V V A = (3-3)io p log 10P PA =(3-4)2. 通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.7（即1/2）倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带，用7.02f B ∆=表示， 2∆ f 0.7也称为3分贝带宽。

3. 选择性：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性，选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。

① 矩形系数： 它表示对邻道干扰的抑制能力。

矩形系数 7.01.0122f f K ro ∆∆=⋅ (3-5) 7.001.0r0.0122f f K ∆∆=(3-6)② 抑制比：表示对某个干扰信号f n 的抑制能力，用d n 表示。

nv0n A Ad =(3-7)用分贝表示d n (dB) = 20 lgd n 。

A n 为干扰信号的放大倍数，A v0为谐振点f 0的放大倍数。

4. 工作稳定性：指在电源电压变化或器件参数变化时，以上三参数的稳定程度。

为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。

5. 噪声系数： )()(no so ni si F 输出信号噪比输入信号噪比P /P P /P N = N F 越接近1越好·31·3.1.3 晶体管高频小信号等效电路与参数高频小信号放大器由于信号小，可以认为它工作在管子的线性范围内，常采用有源线性四端网络进行分析。

Y 参数等效电路和混合π等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型。

图3-5 混合π等效电路3.1.4 Y 参数等效电路与混合π等效电路参数的转换：将图3-4与图3-5等效可推导出用混合π参数表示的Y 参数：e'b bb e 'b V ie Y 'r Y v I y +==10112；)173(- e'b 'bb V fe Y r g I I y +===1m0122；)183(-其中)C C (j Y c b e b e b '''+=ω 'e'b 'bb c'b V re Y r C j v Iy +-===10211ω ；)193(-)1(10221'e'b 'bb 'bb m c 'b V oe Y r r g C j I Iy ++===ω ；)203(-其中e 'b 'e 'b C j Y ω=若已知ω，从手册上查得r bb '、C b 'e '、C b 'e 等参数由此可求得y ie 、y re 、y fe 、y oe ，求得这些参数对计算实际电路是很有用的。