微波电子线路大作业
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一 微波双极结晶体管BJT
原理：电流控制信号放大。
用途：主要用在微波低频段低包括噪声放大器，功率放大器，振荡器等。
主要性能指标：
1 特性频率fT： 定义：共发射极连接时的短路电流增益hef?1时所对应的频率。
???T?2?fT?1?ec
?ec载流子由
e??的渡越时间
?ec??b??e??c??cd
和?cd分别为集区和集电极耗尽层的渡越时间 和?c则分别为发射极和集电极电容充电的时间常数
?11?f????fT 为了提高f?应该 ①减少发射极面积 ②减少基区带宽 ③提高载流子
?35?飘移速度。
工作机理决定了双极晶体管的工作频率不可能太高。主要用在2GHZ以下。 2 最小噪声系数：Fmin?f?2?1?h(1?1?) h?0.04Icrb'??
h?fT?fT U?1时对应 2'8?frbcc23 单向功率增益及最大振荡频率。 U?fmax?fT 2'8?frbcc由上可知，提高fT是提高管子性能的关键。
4 功率特性：电压限制：雪崩击穿电压BUCEO或BUCBO，提高反向耐压有一定的限度。电流限制：集电极最大电流ICM，增大集电极电流需要增大结面积或增大发射结电流密度，工艺受限。功率限制：最大耗散功率PCM，如果产生的热量不能全部散发出去，会使结温不断升高，最终导致热击穿，将器件烧毁。
二 场效应管FET
场效应管依栅极沟道结的类型分为：JFET（结型）、IGFET（绝缘栅）、MESFET（金属—半导体界）。
结构：结构衬底生成N层，两边欧姆接触形成源极和漏极中间在N层上形成金属半导体结，作为栅极。
工作原理：源极接负，漏极接正极，栅极接负偏压和控制电压。
主要性能参数：
1 特性频率：f??Lgm0?1??2??T?gm0跨导 Cgs栅—源间电容 τT渡越时间?T?g 为
2?CgsVs了提高fT应使τT↓（Lg↓Lg为栅宽）
2 单向功率增益和最大振荡频率。
?f?Rds12fGv?fT??max? fmax?T4fRg?Rs?Rgs?f?23 噪声系数：
2Rds Rg?Rs?RgsFmin?1?2RP(1?C2)fQ C? P.R.C.为参数与尺寸偏压有关。fTRPP?f?F?Fmin?2gmRgsP(1?C?? fT↑
R?fT?f↓→F↓
4 功率特性：MESFET必须工作在由最大漏极电流IDmax、最大栅源电压UGSmax和最大漏源电压UDSmax所局限的区域中。最大耗散功率PCM由UDS和ID的乘积决定，即PCM= UDSID。
2
三 微波晶体管的S参量
工作在微波波段的晶体管，其内部参数是一种分布参数，对于某特定频率可以用集总参量来等效，但是用这种等效电路进行分析很难得到一个明确的结论，且计算繁琐，也很难测得等效电路各参数值。因此这种等效电路可以用来说明微波晶体管工作的物理过程，但不便用来计算。
为便于工程应用，常把在小信号工作状态下的微波晶体管看成一个线性有源二端口网络，并采用S参数来表征微波晶体管的外部特性。
ZL
根据S参数定义得到
晶体管放大器简化框图如图所示。根据S参数与阻抗、反射系数之间的关系，可以导出：
输入阻抗为
输出阻抗为
1微波晶体管放大器的功率增益
1. 实际功率增益
式中：
。功率增益与晶体管S参数及负载反射系数
有关，因此利用此式便于研究负载的变化对放大器功率增益的影响。
2. 转换功率增益
转换功率增益
表示插入放大器后负载上得到的功率比无放大器时得到的最大功率所
增加的倍数。它的大小与输入端和输出端匹配的程度有关。当输入端、输出端都满足传输线匹配时，即
，则由上式可知
。此式说明的晶体管自身参数
的物
理意义，但这样并未充分发挥晶体管用作放大器的潜力。只有共轭匹配才能传输最大功率，即满足
3. 资用功率增益
时，
称为双共轭匹配。
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