Question

晶体管最高振荡频率的特点

Answer 1

（1）对于双极型晶体管，随着频率f 的提高, 功率增益Gp将要下降；最高振荡频率fm就是Gp下降到1 (即输出功率=输入功率) 时的工作频率，它代表了晶体管具有放大能力的极限。根据高频等效电路可以求出：fm = [ fT / (8π rb Cjc)1/2 ] ，在频率很高时，需要考虑发射极引线电感L的影响，则可求得: fm = { fT / [8π(rb+π fT L)Cjc] }1/2。在 f > fT 时有f Gp1/2 = fm，或Gp = ( fm / f )2，故也称fm为功率增益-带宽乘积。一般有关系：
fm > fα > fT > fβ 。
（2）对于JFET，最高振荡频率fm是输入和输出均共轭匹配、共源增益为1时的频率, 即最大单向功率增益=1时的振荡频率。根据获得最大单向功率增益的条件（反馈电容Cgd=0，输出端共轭匹配[负载RL=1/gd ]），可给出输入信号功率=│ig│2Rgs ≈(Vgs2/ 4ω2 Cgs2) Rgs，输出信号功率=│ig│2 RL ≈ gmmax2 Vgs2 (1/gd)，则单向功率增益为Kp = (1/4) (gm max2 / ω2 Cgs2 ) (1/ Rgs gd ) ；由 Kp =1 即得到：
fm = ( gm max / 2πCgs ) ( 4 Rgs gd)-1/2 = fT (4 Rgs gd)-1/2 ；从而有 Kp = ( fm / f )2 。考虑到串联电阻的影响，一般可有 fm = fT / [ 2 (r’+fT τ’)1/2 ] ,
其中 r’ = (Rg + Rgs + Rs ) / Rds , τ’ = 2π Rg Cgd . 提高fm的措施即在于增大fT和减小寄生电阻和反馈电容。