了解有源器件、晶體管的電學(xué)要求可以提高放大器的性能。上個月月刊的第二部分指出增加適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定化處理電路可以使二極管在任何條件下都穩(wěn)定，并且對于源極和負(fù)載電阻頻率的任何變化都不會產(chǎn)生震蕩。第三部分將要指出如何應(yīng)用單向增益設(shè)計方法通過調(diào)整晶體管的輸入和輸出來獲得更大的增益。
S參數(shù)是一個重要參數(shù)，該參數(shù)可以用來搜集晶體管數(shù)據(jù)，然后用這些數(shù)據(jù)預(yù)測性能，設(shè)計一個放大器電路。第一部分指出，與Z、Y、ABCD參數(shù)不同，S參數(shù)的取值不僅依靠晶體管的性能還依靠源極電路和負(fù)載電路。因為S參數(shù)測量的是發(fā)射波和反射波，這種測量主要依靠晶體管、源極和負(fù)載電路。(圖1)

即使在裝置端口沒有真實的波導(dǎo)線，我們也可以應(yīng)用反射系數(shù)和移動波的概念。假設(shè)輸入反射系數(shù)ΓIN等于S11，ΓOUT等于S22。由于反饋的存在，這些參數(shù)可以作如下修正：
對于兩端網(wǎng)絡(luò)，普通傳感器的增益可用S21和S12表示，無論是不是晶體管都有如下表達(dá)式：

如果S12 = 0，則ΓIN = S11，ΓOUT = S22。此外，如果S12 = 0，則傳感器增益變?yōu)椋?

可以被分解為三個獨立的增益系數(shù)：

方程3中的單向增益(圖2)公式要求知道ΓS和ΓL值。最大化GS時，ΓS值選擇如下：

然后

類似，最大化GL時，ΓL的值選擇如下：

然后

在單向假設(shè)的基礎(chǔ)下，S12 = 0，則從晶體管獲得的最大增益為：

這樣可以得到全部增益(dB)(圖3)：

這里可以認(rèn)為GS和GL增益(或損失率)是通過匹配(或故意的失配)輸入、輸出電路獲得的。如果實際晶體管中S12 ≠ 0，則前面計算增益的方程8和9就存在誤差。在這種情況下，增益GT的真實值就和計算的單向增益GTU有關(guān)了：

這里：

由于U值取決于S參數(shù)和單向品質(zhì)因數(shù)，則U值隨頻率的變化而變化。對于晶體管2N6679A，應(yīng)用表10.1-1中所示的在1 GHz處的S參數(shù)值，U計算如下：

可見，在1 GHz處晶體管2N6679A可以應(yīng)用單向增益的近似值，誤差不大于1.4 dB。為了獲得最大增益應(yīng)用單向增益設(shè)計，50Ω的源極電阻轉(zhuǎn)變?yōu)閆S = ZIN*，50Ω的負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)閆L = ZOUT*。由S參數(shù)可得：

規(guī)格化：

通過增加穩(wěn)定化處理單元，S參數(shù)可以得到修正。修正后的S參數(shù)必須可以用于穩(wěn)定的2N6679A晶體管電路中。這種修改是很難實現(xiàn)的，但應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)模擬軟件卻是容易實現(xiàn)的。修正的S參數(shù)如表1所示。

對于放大器匹配問題有很多處理方法。例如，可以應(yīng)用Q匹配方法。為了把一個電阻RH轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�更低的阻值RL，可以在該電阻上并聯(lián)一個值為RH/Q的電阻。串聯(lián)等效電路的等效電阻為RL = RH/(1 + Q2)。然后，用一個符號電阻與該串聯(lián)等效電阻諧振，則在1 GHz處輸入電阻變?yōu)椋?

有必要把50Ω的源極電阻轉(zhuǎn)變?yōu)閆IN*，這樣：

先把50Ω的源極電阻轉(zhuǎn)變?yōu)?0.43 Ω：

把50 Ω的電阻轉(zhuǎn)變?yōu)楦偷碾娮?圖4)，先在該50 Ω的電阻上并聯(lián)一個旁路電抗。因為最終的轉(zhuǎn)化值ZS有感性部分，則該旁路電抗應(yīng)選擇一個電容器。當(dāng)Q為1.948時，則L1的電抗為+25