高頻放大器等效電路分析

關於高頻電子線路分析

通信電子線路中，由於通常是高頻小信號，不可以使用模電（低頻電子線路）中的圖解法來分析，因爲在高頻時，其中包括了低頻電路中不需要考慮的極間電容（高頻時用以分流），而特性曲線只有在低頻（或直流）情況下取得的關係不足以反應高頻的工作特性。
可用Y參數等效電路通過導納分析，晶體管存在內部反饋；並通過混合 $\pi$ 型等效電路進一步分析晶體管內部的物理過程。

高頻：
介於3MHz與30MHz之間的頻率
中頻：
300KHz 到 3000KHz的頻率
低頻抄：
無線百電波段中，將30～300千赫範圍內的頻率稱低頻;電子放大電路中，將接近音頻(20赫茲～2萬赫茲)的頻率稱爲低度頻

形式等效電路

晶體管工作在線性區，可看成線性元件，可用有源四端網絡參數微變等效電路來分析。

發射機發出的信號微弱，需要經過高頻載波放大後再傳至接收端。
信號的放大元件繼承模電中的晶體管來進行分析。

通過輸出短路的方式，可以得出y參數模型的形式等效電路。
短路導納參數是晶體管本身的參數，只與晶體管的特性有關，與外電路無關，所以爲內部參數。

當接入外電路，構成放大器後，由於輸入端和輸出端都接有外電路，於是得出相應的放大器y參數，它們不僅與晶體管有關，而且與外電路有關，故稱爲外參數。

其中電壓放大倍數是我們重點關心的特性，可以理解爲右端網絡中導納 $Y_L與Y_{oe}$ 上的電壓 $V_2$ 與等效電流源 $y_{fe}V_1$ 的比值，下標f,r代表正向（forward），反向(reverse)，e代表共發射極電路的參數。

$Y_i$ 輸入導納與負載導納 $Y_L$ 有關，這反映了晶體管有內部反饋，而這個內部反饋是通過反向傳輸導納 $y_{re}$ 所引起的。
$A_u$ 說明晶體管的正向傳輸導納越大，則放大器的增益也越大；負號表示輸入電壓與輸出電壓相位相反，這是模電常識。

混合π型等效電路

爲了考慮晶體管的物理特性，引入混合л等效電路。

電容對交流的阻礙作用是容量越大阻礙越小、頻率越高阻礙越小。

容抗 $X_c=\frac{1}{2\pi fC}$
容值C越小的電容在同一時間內道流入流出的電荷也相對較少，所以電容值越小，表現出對電流阻礙越大
交流電頻率越大，也自然更容易對電容進行充放電

極間電容的容量很小，一般百P以下，對於高頻可視爲通路，對於低頻可視爲斷路，所以在低頻電路里可不用考慮極間電容，而在高頻電路則一定要考慮。
高頻管的極間電容比低頻管的小得多。

$C_{b^{'}c}$ 可忽略， $C_{b^{'}e}$ 必須保留。

單調諧迴路諧振放大器

高頻小信號放大器的電路分析包括：

多級分單級
靜態分析
動態分析
整合系統

多級分單級
前級放大器是本級放大器的信號源；後級放大器是本級放大器的負載（右端網絡無論多複雜均可等效爲負載）。

靜態分析
畫出直流等效電路，其簡化規則：交流輸入信號爲零；所有電容開路；所有電感短路。

動態分析
畫出交流等效電路，其簡化規則：有交流輸入信號，所有直流量爲零；所有大電容短路；所有大電感開路。（諧振迴路L、C保留）
直流電源高頻時接地（即電源短路），扼流電感（即大電感）等效開路，隔離電容（即大電容）等效短路，其它小電容、小電感照畫

再畫出交流小信號等效電路
並將耦合電感左側電流源 $y_{fe}v_{be}$ 和並聯電阻 $y_{oe}$ 分別去抽頭，將C點掛到3處，54認爲掛在31之間，也將5掛到3上，最後只保留31。

進一步分析晶體管物理性質，將y參數電路繼續等效。
省略輸入端反向傳輸導納及電流源，將 $y_{oe}$ 等效爲電納 $g_{o1}$ 和一電容 $C_{o1}$ 並聯，同理也將負載 $Y_{L}$ 等效爲 $g_{i2}$ 和 $C_{i2}$ 並聯，在傳輸電感 $L_1$ 處再並聯一個自身電納 $G_{p}$

最終整合爲一個單調諧迴路

有了這些參數，電壓增益也可求了。

既然是一個單調諧電路，那麼讓導納虛部爲0就可獲得諧振時的電壓增益：