第2章通信电子线路基础 21高频电路中的有源器件 22无源谐振电路分析 23干扰和噪声
第2章 通信电子线路基础 2.1 高频电路中的有源器件 2.2 无源谐振电路分析 2.3 干扰和噪声
21高频电路中的有源器件 21有源器件: 二极管:检波、调制、解调、混频等 变容二极管,PIN管等。 BJT、FET:高频应用 集成电路:通用集成宽带放大电路, 专用高频集成电路。 任务:完成信号的放大、非线性变换等主要功能
2.1 高频电路中的有源器件 任务：完成信号的放大、非线性变换等主要功能。 2.1 有源器件： 二极管：检波、调制、解调、混频等 变容二极管，PIN管等。 BJT、FET：高频应用 集成电路：通用集成宽带放大电路， 专用高频集成电路
2.11BJT的高频小信号模型 、混合π等效电路 bb b'c C b omu be b'e b'e b b'e 混合π型等效电路 EQ (1+Bre re 26mv
2.1.1 BJT的高频小信号模型 一、混合π等效电路 Cb'e Cb'c gm Ube Ube + _ b e e c b' + _ Ube + _ Uce b I c I 混合型等效电路 mv I r r r g EQ b e e e m 26 1 1 = = + = ( )
二、三极管的Y参数等效电路 三极管处在小信号线性放大状态时,可以近似为线性器 件。因此,我们避开三极管的内部结构,将其看成一个线性 二端口网络,如下图所示,从而可以用网络参数等效电路来 等效三极管。 re ce J J a (b) 三极管的二端口模型 Y参数等效电路
二、三极管的Y参数等效电路 三极管处在小信号线性放大状态时，可以近似为线性器 件。因此，我们避开三极管的内部结构，将其看成一个线性 二端口网络，如下图所示，从而可以用网络参数等效电路来 等效三极管。 Uce b + e c e Ib Ic Ube + _ _ （a） _ yoe yfeUbe （b） Ib Ic + _ Ube Uce + yie yreUce 三极管的二端口模型 Y参数等效电路
已知线性二端口网络的y参数方程为: 1=y1U1+y221 U,+卩,U2 2 将其移植到上图(a)中,得到三极管共发射极 接法的y参数电流方程: /+U ie be re ce c=Vf e u be +yc oe 并由这个电流方程画出三极管的交流Y参数等效 电路如图: yi
已知线性二端口网络的y参数方程为： = + = + 2 21 1 22 2 1 11 1 12 2 I y U y U I y U y U 将其移植到上图（a）中，得到三极管共发射极 接法的y参数电流方程： = + = + c fe be oe ce b i e be re ce I y U y U I y U y U 并由这个电流方程画出三极管的交流Y参数等效 电路如图： _ yoe Ib yfeUbe Ic + _ Ube Uce + yie yreUce
其中 J 是输出交流短路时的输入导纳; x乙 是输入交流短路时的反向传输导纳,这是造成三 极管输入回路与输入回路耦合的主要因数,也称为 反馈导纳; 是输出端交流短路时的正向传输导纳,这是体现三极管电 爬e 流控制作用的参数,其作用相当于H参数等效电路中的β 是输入端交流短路时的输出导纳,即受控电流源的内导纳。 ce IU,=0 混合π等效电路和Y参数等效电路所反映的是同一只三极管,所以 两种等效电路之间存在着确定的关系,根据Y参数的上述定义,从混 合π等效电路可以推导出:
是输入端交流短路时的输出导纳，即受控电流源的内导纳。 =0 = Uce be b ie U I y =0 = Ub e ce b re U I y =0 = Uce be c fe U I y =0 = Ub e ce c oe U I y 是输出交流短路时的输入导纳； 是输入交流短路时的反向传输导纳，这是造成三 极管输入回路与输入回路耦合的主要因数，也称为 反馈导纳； 其中： 是输出端交流短路时的正向传输导纳，这是体现三极管电 流控制作用的参数，其作用相当于H参数等效电路中的； 混合π等效电路和Y参数等效电路所反映的是同一只三极管，所以 两种等效电路之间存在着确定的关系，根据Y参数的上述定义，从混 合π等效电路可以推导出：
Jo, jaCk [1+rk (8m+gbe ti fae be I+r [8h + jo(Che+CBo J bc 1+r [8+ ja(C+Cr) b b C,+C be +/ωb bc + bela be tja( be bc mya yf1+b6186+/oC+C,)
1 [ ( )] ( ) ' ' ' ' ' ' ' b b b e b e b c b e b e b c i e r g j C C g j C C y + + + + + = b e b e r g ' ' 1 = 1 ' [ ' ( ' ' )] ' b b b e b e b c b c r e r g j C C j C y + + + − = 1 ' [ ' ( ' ' )] ' bb b e b e b c m b c fe r g j C C g j C y + + + − = 1 [ ( )] [1 ( )] ' ' ' ' ' ' ' ' b b b e b e b c b c b b m b e b c o e r g j C C j C r g g j C y + + + + + + =
三点结论: 1)参数与静态工作点有关,在这点上与H参数一样; 2)F参数与三极管的工作频率有关。在下一章将要讨论的小信号谐振放大器 中,由于电路的通频带很窄,三极管的工作频率被局限在一个较小的范围内, Y参数在此可以近似看成常数 3)如果工作频率对三极管来讲不是特别高,即满足: (C,+C or,(C be >>g b be be Y参数均为容性参数,为了今后分析电路方便,我们将Y参数记为: lie t be J b b oe =0=8e+ja oe
三点结论： 1)Y参数与静态工作点有关，在这点上与H参数一样； 2)Y参数与三极管的工作频率有关。在下一章将要讨论的小信号谐振放大器 中，由于电路的通频带很窄，三极管的工作频率被局限在一个较小的范围内， Y参数在此可以近似看成常数； b e b c b e j(C ' +C ' ) g ' ' ( ' + ' ) 1 b e b e b c jr C C 3)如果工作频率对三极管来讲不是特别高，即满足： Y参数均为容性参数，为了今后分析电路方便，我们将Y参数记为： U i e i e be b i e g j C U I Y ce = =0 = + U oe oe ce c oe g j C U I Y b e = =0 = + U re re ce b re g j C U I Y b e = =0 + U m be c fe g U I Y ce = =0
2.1.2二极管和场效应管的高频小信号模型 二极管的高频小信号模型 FET的高频小信号模型 室温条件下: 26m g C+c
Cgd Cgs mUgs g Ugs + g s s d rgs _ + _ Uds rD CJ 2.1.2 二极管和场效应管的高频小信号模型 一、二极管的高频小信号模型 J T D D D C C C I mV r = + = 26 室温条件下： 二、FET的高频小信号模型
2,2无源谐振网络 任务:信号传输、频率选择和阻抗变换等。 、LC串联谐振回路:r是L和C的损耗之和 Zs =r+jaL+l Jac/+j(aL (1)串联诸振频率 LC (2)品质因数:回路谐振时无功功率 C 与损耗功率之比 L
2.2 无源谐振网络 任务：信号传输、频率选择和阻抗变换等。 一、LC串联谐振回路：r是L和C的损耗之和 C L r ZS ( ) C r j L j C zs r j L 1 1 = + + = + − LC 1 （1）串联谐振频率： 0 = （2）品质因数：回路谐振时无功功率 与损耗功率之比 r r C L Q 0 0 1 = =