叙述MOS管高频增益与稳定性函数分析详解

此处叙述由四端参数推导出来的作为高频放大特性好坏标准的函数。

作为高频放大特性函数我们希望与四端参数的类型无关。此处介绍由罗勒（Rollet）的关于y、z等导抗参数或h、g等混合参数之间的变换过程中的不变量的研究结果^8）。以下用表示一般四端参数，用表示其实部，用表示其虚部。

首先研究稳定性。在ρ11、ρ221的条件下，器件呈无条件稳定时（不管输入和输出处于何种极端条件下都不引起振荡），要求罗勒的稳定系数

（此值可取+∞和-1之间的值）大于1。另外，时有可能根据终端条件的不同而发生振荡，相当于有条件的稳定（有潜在的不稳定性）。MOS管高频增益函数。输入输出端加终端导抗时，整个系统的总稳定系数为

式中。K为表示调谐放大器稳定度的很有用的量。稳定系数有林威尔（Linvill）^9）用的和斯忒恩（Stern）^10）用的s（参阅第73页）等，而S在参数置换中不是不变量。

关于放大系统的功率增益有下述三种定义：

1）功率增益（power gain）

式中Pi为放大器的输入功率，Po为放大器（向负载）的输出功率。

2）转换功率增益（transducer gain）

式中是由信号源取出的功率。

3）可用功率增益（available gain）

式中是由放大器输出端取出的功率。

由定义可知，与信号源的导抗值、与负载的导抗值没有关系。三种增益表达方式各有特点，例如表示接在恒定信号源（其有效功率也恒定，例如天线等）后面的放大器性能的是；MOS管高频增益函数。放大器与负载匹配，输出功率Po为时的为。由的大小关系可得下列不等式：

这些功率增益与四端参数之间有如下关系。

式中分别为信号源导抗和负载导抗。这些增益经参数置换也是不变量。

时，改变使输入和输出同时呈共扼匹配，此时三者一致，取极大值，称之为最大可用增益。用下式表示：

这是由器件本身决定的数值，因而也是不变量^●）

还可写成包含的式子：

▏Y21/Y12▕也是不变量。时，在器件的输入端和输出端附加有损耗的终端，可使K→1。此时，整个四端网络进入无条件稳定和有条件稳定的区域，其变为▏Y21/Y12▕。MOS管高频增益函数。在这种意义上，称之为最大稳定增益（maximum stable gain，简作MSG）。

基于以上理由，可知用等参数表示器件本身的特性较为恰当。

图2.23是根据y参数算得的典型场效应晶体管的MAG、MSG和与频率的关系。从图可知，级联栅型MOS场效应晶体管有良好的稳定性。

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