高频小信号放大器详解：电路结构与关键指标

高频电路基础课件的第二章深入探讨了高频小信号放大器的理论和实践应用。这一章主要针对信号频率高（大约10^5到10^10赫兹）、相对带宽狭窄（10^3到10^6赫兹）的高频信号进行研究。其目标是让学生理解放大器的基本电路结构，掌握关键性能指标，如增益（Gv和Gp）、中心频率（f0）、通频带（BW）、选择性（BW0.1/BW）、稳定性以及信噪比（S/N）和动态范围。 高频小信号放大器通常工作在线性状态，且常采用谐振回路作为负载，以实现选频功能，并且常常作为低噪声放大器（LNA）在发送设备的前置放大和接收设备的高频/中频放大中发挥作用。课程内容分为两类：一是分立元件放大器，主要由晶体管和谐振回路组成，是高频放大器的基础；二是集成高频放大器，利用现代集成电路技术，如高频宽带集成放大器和集总参数滤波器，是未来的趋势，尽管本章会有所涉及，但重点仍在于前者。 在设计小信号放大器时，需要满足增益高、噪声低、工作稳定、动态范围适中和良好的选择性。晶体管高频放大器的结构包括窄带放大器和宽带放大器，前者通过匹配网络同时实现选频和阻抗匹配，后者则专注于阻抗匹配，提供更宽的频带平坦性能。 高频电路中使用的晶体管材料主要包括硅（Si）和砷化镓（GaAs），其中金属半导体场效应管（MESFET）和异质结场效应管（Heterojunction Field-Effect Transistor, HEMT）是特别适合高频应用的，它们利用特殊的结构如肖特基结或二维电子气来提高高频性能。在分析晶体管的高频行为时，混合p模型是一个重要的概念，它考虑了高频下影响器件性能的结电容Cp和Cm，同时忽略了发射极电阻re和集电极电阻rc的影响。 最后，课程还涵盖了晶体管在网络中的表现，将其视为四端网络，并通过端口电压和电流，以及入射波和反射波来分析其参数。这章的内容旨在为学生提供扎实的高频小信号放大器基础知识，以便他们在实际电路设计和分析中能够灵活运用。