姓名：班級：021014
學號：一微波雙極結電晶體bjt
原理：電流控制訊號放大。
用途：主要用在微波低頻段低包括雜訊放大器，功率放大器，振盪器等。
主要效能指標：
1 特性頻率： 定義：共發射極連線時的短路電流增益時所對應的頻率。 載流子由的渡越時間
和分別為集區和集電極耗盡層的渡越時間
和則分別為發射極和集電極電容充電的時間常數
為了提高應該 ①減少發射極面積 ②減少基區頻寬 ③提高載流子飄移速度。
工作機理決定了雙極電晶體的工作頻率不可能太高。主要用在2ghz以下。
2 最小雜訊係數：)
3 單向功率增益及最大振盪頻率。 時對應
由上可知，提高是提高管子效能的關鍵。
4 功率特性：電壓限制：雪崩擊穿電壓buceo或bucbo，提高反向耐壓有一定的限度。
電流限制：集電極最大電流icm，增大集電極電流需要增大結面積或增大發射結電流密度，工藝受限。功率限制：
最大耗散功率pcm，如果產生的熱量不能全部散發出去，會使結溫不斷公升高，最終導致熱擊穿，將器件燒毀。
二場效電晶體fet
場效電晶體依柵極溝道結的型別分為：jfet（結型）、igfet（絕緣柵）、mesfet（金屬—半導體界）。
結構：結構襯底生成n層，兩邊歐姆接觸形成源極和漏極中間在n層上形成金屬半導體結，作為柵極。
工作原理：源極接負，漏極接正極，柵極接負偏壓和控制電壓。
主要效能引數：
1 特性頻率：gm0跨導 cgs柵—源間電容 τt渡越時間為了提高ft應使τt↓（lg↓lg為柵寬）
2 單向功率增益和最大振盪頻率。
3 雜訊係數：
為引數與尺寸偏壓有關。 ft↑
f↓→f↓
4 功率特性：mesfet必須工作在由最大漏極電流idmax、最大柵源電壓ugsmax和最大漏源電壓udsmax所侷限的區域中。最大耗散功率pcm由uds和id的乘積決定，即pcm= udsid。
三微波電晶體的s參量
工作在微波波段的電晶體，其內部引數是一種分布引數，對於某特定頻率可以用集總參量來等效，但是用這種等效電路進行分析很難得到乙個明確的結論，且計算繁瑣，也很難測得等效電路各引數值。因此這種等效電路可以用來說明微波電晶體工作的物理過程，但不便用來計算。
為便於工程應用，常把在小訊號工作狀態下的微波電晶體看成乙個線性有源二埠網路，並採用s引數來表徵微波電晶體的外部特性。
根據s引數定義得到
電晶體放大器簡化框圖如圖所示。根據s引數與阻抗、反射係數之間的關係，可以匯出：
輸入阻抗為輸出阻抗為
1微波電晶體放大器的功率增益
1. 實際功率增益
式中：。功率增益與電晶體s引數及負載反射係數有關，因此利用此式便於研究負載的變化對放大器功率增益的影響。
2. 轉換功率增益
轉換功率增益表示插入放大器後負載上得到的功率比無放大器時得到的最大功率所增加的倍數。它的大小與輸入端和輸出端匹配的程度有關。當輸入端、輸出端都滿足傳輸線匹配時，即，則由上式可知。
此式說明的電晶體自身引數的物理意義，但這樣並未充分發揮電晶體用作放大器的潛力。只有共軛匹配才能傳輸最大功率，即滿足時，稱為雙共軛匹配。
3. 資用功率增益
式中。上式表明，資用功率增益只與電晶體s引數及信源阻抗有關。此式便於研究信源阻抗變換對放大器功率增益的影響。
實際上，放大器在輸入端、輸出端都滿足共軛匹配的條件比較困難，只表示放大器功率增益的一種潛力。
4. 三種功率增益之間的關係
式中：分別為輸入端和輸出端的失配係數。容易證明
一般情況下，,所，雙共軛匹配時，，此時，。
2 微波電晶體放大器的穩定性
保證放大器穩定工作是設計微波放大器最根本的原則。由於微波電晶體的作用會產生內部反饋，可能使放大器工作不穩定而導致自激，為此必須研究在什麼條件下放大器才能穩定地工作，通常根據穩定性程度的不同可分為兩類：
（1）絕對穩定或稱無條件穩定：在這種情況下，負載阻抗和源阻抗可以任意選擇，放大器均能穩定地工作。
（2）潛在不穩定或稱有條件穩定：在這種情況下，負載阻抗和源阻抗只有在特定的範圍內選擇，放大器才不致產生自激。
理論上分析放大器能否產生自激可從放大器的輸入端或輸出端是否等效為負阻來進行判斷。根據放大器輸入阻抗與反射係數的模值關係，得到
式中：。當時，，放大器產生自激；當時，，放大器工作穩定。同樣，對放大器輸出埠，當，放大器工作不穩定；反之放大器工作穩定。因此，與1的大小關係為放大器工作是否穩定的判據。
保證電晶體放大器兩個埠都絕對穩定，兩端口網路的輸入端和輸出端絕對穩定的充要條件為
實際上可以證明，若k>1成立，則一定同時大於或同時小於
，因此只需滿足（1）（2）或（1）（3）就能作為電晶體雙口網路絕對穩定性的充要條件。
3 微波電晶體放大器的雜訊係數
雜訊係數是小訊號微波放大器的另一重要效能指標，前面分析器件的雜訊特性時，僅從本徵電晶體的等效電路出發，沒有考慮寄生參量的影響。但考慮寄生參量後，再用等效電路來計算實際放大器的雜訊係數就變得很複雜。因此仍用等效二埠網路來研究放大器的雜訊係數，以及雜訊係數和阻抗源的關係。
根據雜訊係數定義：
可見，放大器在信源導納一定的情況下，其網路雜訊係數由等下雜訊電阻、等效雜訊電導、相關導納和四個參量決定。這些雜訊參量完全取決於有源二埠網路自身的雜訊特性，與網路工作狀態和工作頻率有關，而與外電路無關。
雜訊係數的大小與信源導納有關，對於固有的有源網路，如果改變源的導納，則可獲得最小雜訊係數為
對於任意源，導納雜訊係數的表示式為
式中四個參量為等效雜訊電阻、最小雜訊係數、最佳源電導和電納，均可以通過測量來確定。
當f=常數時，的二次方程：
四小訊號微波電晶體放大器的設計
設計微波放大器的過程就是根據應用條件、技術指標要求完成以下步驟：首先選擇合適的電晶體。然後確定，再設計能夠給出的輸入輸出匹配網路，最後用合適的微波結構實現，目前主要是採用微帶電路。
上圖為小訊號微波電晶體放大器的典型模型。
微波電晶體放大器的設計按最大增益和最小雜訊的出發點不同，匹配網路的設計方法也不同。下面分別進行討論。
1. 高增益放大器設計
（1） 單向化設計
單向化轉換功率增益為
當電晶體輸入輸出兩端口都滿足共軛匹配，獲得最大單向轉換功率增益為
實際設計時，0.12，則計算功率增益誤差不超過1db。
（2） 非單向化設計
雙共軛匹配的條件為
式中：經過分析可知，在放大器絕對穩定的條件下進行雙共軛匹配設計時，和都取帶負號的解，這樣將s引數帶入後，即可求得一組、的源和負載反射係數，並以此作為設計輸入、輸出匹配網路的依據。
此外，設計放大器可先做穩定圓，畫出潛在的不穩定區域，然後利用等增益圓和等雜訊係數圓進行設計。
設計步驟如下：
（1） 畫出臨界圓和單位圓，確定穩定區。
（2） 畫出等增益圓和等雜訊係數圓。
（3） 在等雜訊係數圓的穩定區取可滿足雜訊要求。
（4） 在等增益圓的穩定區取可滿足增益要求。
（5） 用微波的方法實現，主要採用微帶電路。
2. 低雜訊放大器的設計
由前面的分析可知，為獲得最小雜訊係數，應選擇最佳信源反射係數，而從功率傳輸來看，這時是失配的。這種以最小雜訊係數出發來設計輸入匹配網路的方法，稱為「最佳雜訊匹配」。輸入匹配網路講變換成，而輸出匹配網路按共軛匹配設計，即
因此，放大器可以在實現最小雜訊的前提下得到盡可能大的增益。
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