微波晶体管放大器分析与设计

本书在第1版的基础上又丰富了相当多的内容。新的内容贯穿全书，详细讲述了散射参数技术。另外还包括放大器和振荡器的设计流程。根据广大读者的建议，对于第1版习题中出现的一些关系式，都做了详细的推导。书中无论修订之处还是添加的新内容，都尽可能做到衔接自然，行文流畅。本书还增加了许多新的例题和习题。

本书的主要宗旨仍是充分体现运用散射参数技术，分析和设计微波晶体管放大器的处理方法。微波频率这一术语，是指那些波长只有厘米(1-10cm)数量级的频率。然而，本书中所阐述的设计流程以及分析方法，决不仅限于微波频段。实际上，只要能了解晶体管在该频段内的散射参数，这些方法可..

第1章二端口网络的表述

1.1引言

1.2阻抗矩阵、导纳矩阵、混合矩阵和ABCD矩阵

1.3传输线的概念

1.4散射矩阵和链散矩阵

1.5位移参考平面

1.6散射参数的特性

1.7功率波和归一化散射参数

1.8二端口网络的参数转换

1.9散射参数的测量

1.10晶体管的散射系数

1.11微波晶体管的特性

11.1双极晶体管

11.2场效应晶体管

第2章匹配网络和信号流网

2.1引言

2.2Smith圆图

2.3归一化阻抗和导纳的Smith圆图

2.4阻抗匹配网络

2.5微带线匹配网络

2.6信号流图及其应用

2.7功率增益表达式；另一种推导过程

2.8驻波比的计算

参考文献

第3章微波晶体管放大器设计

3.1引言

3.2功率增益议程

3.3稳定性的设计

3.4等增益圆族——单向情况

3.4.1绝对稳定情况，（Sii）<1

3.4.2潜在不稳的情况，（Sii）<1

3.5单向优值

3.6同时共轭匹配：双向情况

3.7工作功率增闪圆和可用功率增益圆

3.7.1工作功率增益圆

3.7.2可用功率增益圆

3.8等驻波比VSWR圆

3.9直流偏置网络

3.9.1BJT偏置网络

3.9.2GaAsFET的偏置网络

参考文献

第4章噪声、带宽以及大功率设计方法

4.1引言

4.2二端口网络的噪声

4.3等噪声系数圆

4.4宽带放大器设计

4.5放大器的调谐

4.6带宽分析

4.7大功率放大器设计

4.7.1甲类工作

4.7.2乙类和丙类工作模式

4.7.3互调失真

4.7.4功率合成器

4.8两级放大器的设计

参考文献

第5章微波晶体管振荡器设计

5.1引言

5.2振荡条件

5.2.1反馈振蒎器

5.2.2单端口负阻振荡器

5.3振荡器的结构

5.4采用大信号测量的振荡器设计

5.5振荡器的结构

5.5.1电介质谐振腔荡器

5.5.2YIG振荡器

5.5.3变容才极管调谐振荡器

参考文献

附录A关于圆方程

A.1圆方程：双线性变换

A.2输入和输出稳定圆的导出[式（3.3.5）和（3.3.6）

附录B稳定条件

B.1第一种推导过程

B.2第二种推导过程

B.3其他推导方法

参考文献

附录C绝对稳定条件：K>1和B1>0

附录D单向管等增益圆的推导[式（3.4.10）]

附录E关于式（3.6.5）和式（3.6.6）

E.1对于ImsE.2同时共轭匹配的条件

附录F推导Gmax（式（3.6.10））

附录G等工作率增益圆的推导

附录HFm的表达方式

附录L等驻波比VSWR圆

附录J在F和L平面上的映射

附录K噪声的概念

附录L放大器的噪声系数

附录M稳定振荡的条件

附录N计算机辅助设计

参考文献

书籍

通信书籍

《射频与微波晶体管放大器基础》全面讲解了射频与微波晶体管放大器的各种类型，包括低噪声、窄带、宽带、线性、高功率、高效率、高压放大器，以及离散、单片集成与混合集成放大器。主要的研究主题包括晶体管建模、分析、设计、表征、测量、封装、热设计及制造技术。本书特别强调理论与实践的结合，读者将了解并学会解决与放大器相关的各类设计问题，从放大器的匹配网络设计、偏置电路设计到稳定性分析等。超过160道的习题有助于提高读者对基本的放大器和电路设计技巧的掌握。

《射频与微波晶体管放大器基础》注重理论、联系实践，可作为高等院校电子信息工程专业的高年级本科生或研究生的教材，也可作为广大教师、科研工作者和从事相关工作的专业技术人员的参考手册。

《射频与微波晶体管放大器基础》

第1章 引言

1.1 晶体管放大器

1.2 晶体管放大器的早期历史

1.3 晶体管放大器的优点

1.4 晶体管

1.5 放大器的设计

1.6 放大器制造技术

1.7 放大器的应用

1.8 放大器的成本

1.9 目前的趋势

1.10 本书的结构

参考文献

第2章 线性网络分析

2.1 阻抗矩阵

2.2 导纳矩阵

2.3 abcd参数

2.4 s参数

2.4.1 单端口网络的s参数

2.5 双端口参数之间的关系

.参考文献

习题

第3章 放大器特性和定义

3.1 带宽

3.2 功率增益

3.3 输入和输出电压驻波比

3.4 输出功率

3.5 功率附加效率

3.6 交调失真

3.6.1 ip3

3.6.2 acpr

3.6.3 evm

3.7 谐波功率

3.8 峰均比

3.9 合成器效率

3.10 噪声特性

3.10.1 噪声系数

3.10.2 噪声温度

3.10.3 噪声带宽

3.10.4 最佳噪声匹配

3.10.5 等噪声系数圆和等增益圆

3.10.6 输入和噪声同时匹配

3.11 动态范围

3.12 多级放大器特性

3.12.1 多级放大器ip3

3.12.2 多级放大器pae

3.12.3 多级放大器噪声系数

3.13 栅极和漏极的推移因子

3.14 放大器的温度系数

3.15 平均失效时间

参考文献

习题

第4章 晶体管

4.1 晶体管类型

4.2 硅双极型晶体管

4.2.1 关键性能系数

4.2.2 硅双极型晶体管的高频噪声特性

4.2.3 功率特性

4.3 gaas mesfet

4.3.1 小信号等效电路

4.3.2 性能系数

4.3.3 mesfet器件的高频噪声特性

4.4 异质结场效应晶体管

4.4.1 hemt器件的高频噪声性能

4.4.2 磷化铟phemt器件

4.5 异质结双极型晶体管

4.5.1 hbt的高频噪声特性

4.5.2 sige异质结双极型晶体管

4.6 mosfet

参考文献

习题

第5章 晶体管模型

5.1 晶体管模型的类型

5.1.1 基于物理学/电磁学理论的模型

5.1.2 解析或混合模型

5.1.3 以测量结果为基础的模型

5.2 mesfet模型

5.2.1 线性模型

5.2.2 非线性模型

5.3 phemt模型

5.3.1 线性模型

5.3.2 非线性模型

5.4 hbt模型

5.5 mosfet模型

5.6 bjt模型

5.7 晶体管模型缩放

5.8 源牵引和负载牵引数据

5.8.1 理论负载牵引数据

5.8.2 测试功率和pae的源牵引和负载牵引

5.8.3 测试ip3的源和负载阻抗

5.8.4 源和负载阻抗尺度变化

5.9 依赖温度的模型

参考文献

习题

第6章 匹配电路的元件

6.1 阻抗匹配元件

6.2 传输线匹配元件

6.2.1 微带线

6.2.2 共面线

6.3 集总元件

6.3.1 电容

6.3.2 电感

6.3.3 电阻

6.4 键合线电感

6.4.1 单线

6.4.2 地平面效应

6.4.3 多路线

6.4.4 线允许的最大电流

6.5 宽带电感

参考文献

习题

第7章 阻抗匹配技术

7.1 单端口和双端口网络

7.2 窄带匹配技术

7.2.1 集总元件匹配技术

7.2.2 传输线匹配技术

7.3 宽带匹配技术

7.3.1 增益-带宽限制

7.3.2 集总元件宽带匹配技术

7.3.3 传输线宽带匹配网络

7.3.4 巴伦型宽带匹配技术

7.3.5 t形桥式匹配网络

参考文献

习题

第8章 放大器分类及分析

8.1 放大器的分类

8.2 a类放大器的分析

8.3 b类放大器的分析

8.3.1 单端式b类放大器

8.3.2 推挽式b类放大器

8.3.3 过激励b类放大器

8.4 c类放大器的分析

8.5 e类放大器的分析

8.6 f类放大器的分析

8.7 不同种类放大器的比较

参考文献

习题

第9章 放大器设计方法

9.1 放大器的设计

9.1.1 晶体管类型和制造工艺

9.1.2 晶体管尺寸的选择

9.1.3 设计方法

9.1.4 电路拓扑

9.1.5 电路分析和优化

9.1.6 稳定性和热分析

9.2 放大器设计技术

9.2.1 负载线法

9.2.2 低损耗匹配设计技术

9.2.3 非线性设计方法

9.2.4 taguchi实验法

9.3 匹配网络

9.3.1 电抗/电阻性的匹配网络

9.3.2 群匹配技术

9.4 放大器设计的例子

9.4.1 低噪放设计

9.4.2 最大增益放大器设计

9.4.3 功放设计

9.4.4 多级驱动放大器的设计

9.4.5 gaas hbt功放

9.5 基于硅的放大器设计

9.5.1 si ic lna

9.5.2 si ic功率放大器

参考文献

习题

第10章 高效率放大器技术

10.1 高效率设计

10.1.1 过驱动放大器设计

10.1.2 b类放大器设计

10.1.3 e类放大器设计

10.1.4 f类放大器设计

10.2 谐波作用放大器

10.3 谐波注入技术

10.4 谐波控制放大器

10.5 高pae设计考虑

10.5.1 谐波调节平台

10.5.2 匹配网络损耗计算

10.5.3 匹配网络损耗的减小

参考文献

习题

第11章 宽带放大器

11.1 晶体管的带宽限制

11.1.1 晶体管的增益滚降

11.1.2 变化的输入和输出阻抗

11.1.3 功率-带宽积

11.2 宽带放大技术

11.2.1 电抗/电阻性拓扑

11.2.2 反馈放大器

11.2.3 平衡放大器

11.2.4 分布式放大器

11.2.5 有源宽带匹配技术

11.2.6 共源共栅结构

11.2.7 宽带技术的比较

11.3 宽带功率放大器设计的考虑事项

11.3.1 拓扑图的选择

11.3.2 器件长宽比

11.3.3 低损耗匹配网络

11.3.4 增益平坦技术

11.3.5 谐波终端

11.3.6 热设计

参考文献

习题

第12章 线性化技术

12.1 非线性分析

12.1.1 单音信号分析

12.1.2 双音信号分析

12.2 相位失真

12.3 功率放大器的线性化技术

12.3.1 脉冲掺杂器件及匹配优化

12.3.2 预失真技术

12.3.3 前馈技术

12.4 提高线性放大器效率的技术

12.4.1 反相

12.4.2 doherty 放大器

12.4.3 包络消除与恢复

12.4.4 自适应偏置

12.5 线性放大器的设计

12.5.1 放大器增益

12.5.2 减小源和负载失配

12.6 线性放大器设计实例

参考文献

习题

第13章 高压功率放大器设计

13.1 高压晶体管性能概述

13.1.1 优点

13.1.2 应用

13.2 高压晶体管

13.2.1 si双极型晶体管

13.2.2 si ldmos晶体管

13.2.3 gaas场板mesfet

13.2.4 gaas 场板phemt

13.2.5 gaas hbt

13.2.6 sic mesfet

13.2.7 sic gan hemt

13.3 高压放大器设计的必要考虑

13.3.1 有源器件的热设计

13.3.2 无源元件的功率处理

13.4 功率放大器设计实例

13.4.1 高压混合放大器

13.4.2 高压单片式放大器

13.5 宽带hv放大器

13.6 串联fet放大器

参考文献

习题

第14章 混合放大器

14.1 混合放大器技术

14.2 印制电路板

14.3 混合集成电路

14.3.1 薄膜mic技术

14.3.2 厚膜mic技术

14.3.3 共烧陶瓷和玻璃--陶瓷技术

14.4 内匹配功率放大器设计

14.5 低噪声放大器

14.5.1 窄带低噪声放大器

14.5.2 超宽带低噪声放大器

14.5.3 宽带分布式低噪声放大器

14.6 功率放大器

14.6.1 窄带功率放大器

14.6.2 宽带功率放大器

参考文献

习题

第15章 单片放大器

15.1 单片放大器的优点

15.2 单片ic技术

15.2.1 mmic制作

15.2.2 mmic基底

15.2.3 mmic有源器件

15.2.4 mmic匹配元件

15.3 mmic设计

15.3.1 cad工具

15.3.2 设计流程

15.3.3 em仿真器

15.4 设计实例

15.4.1 低噪声放大器

15.4.2 大功率限幅器/lna

15.4.3 窄带pa

15.4.4 宽带pa

15.4.5 超宽带pa

15.4.6 高功率放大器

15.4.7 高效率pa

15.4.8 毫米波pa

15.4.9 无线功率放大器设计实例

15.5 cmos制造

参考文献

习题

第16章 热设计

16.1 热力学基础

16.2 晶体管热设计

16.2.1 cooke 模型

16.2.2 单栅热模型

16.2.3 多栅热模型

16.3 放大器热设计

16.4 脉冲工作

16.5 导热槽设计

16.5.1 传导降温和强制降温

16.5.2 设计实例

16.6 热阻测量

16.6.1 ir成像测量

16.6.2 液晶测量

16.6.3 电气测量技术

参考文献

习题

第17章 稳定性分析

17.1 偶模振荡

17.1.1 偶模稳定性分析

17.1.2 偶模振荡消除技术

17.2 奇模振荡

17.2.1 奇模稳定性分析

17.2.2 奇模振荡抑制技术

17.2.3 分布式放大器的不稳定性

17.3 参数式振荡

17.4 杂散参数式振荡

17.5 低频振荡

参考文献

习题

第18章 偏置网络

18.1 晶体管偏置

18.1.1 晶体管偏置点

18.1.2 偏置方案

18.2 偏置电路设计需要考虑的条件

18.2.1 微带偏置电路

18.2.2 集总元件偏置电路

18.2.3 高pae偏置电路

18.2.4 迁移电流限制

18.3 自偏置技术

18.4 多级放大器偏置

18.5 偏置电路的低频稳定性

18.6 偏置顺序

参考文献

习题

第19章 功率合成

19.1 器件级功率合成

19.2 电路级功率合成

19.2.1 功能衰减

19.2.2 功率合成效率

19.3 功分器、 正交混合网络和耦合器

19.3.1 功分器

19.3.2 90°混合网络

19.3.3 耦合线定向耦合器

19.4 n路合成器

19.5 共同合成器结构

19.6 隔离电阻的功率处理

19.7 空间功率合成

19.8 功率合成技术的比较

参考文献

习题

第20章 集成的功能放大器

20.1 集成的限幅器/lna

20.1.1 限幅器/lna拓扑结构

20.1.2 限幅器的要求

20.1.3 肖特基二极管设计与限幅器结构

20.1.4 10 w限幅器/lna设计

20.1.5 测试数据与讨论

20.2 发射链

20.2.1 可变增益放大器

20.2.2 可变功率放大器

20.2.3 放大器的温度补偿

20.2.4 功率监视/检测

20.2.5 负载失配保护

20.3 放大器的级联

参考文献

习题

第21章 放大器封装

21.1 放大器封装概述

21.1.1 历史简介

21.1.2 封装类型

21.2 封装材料

21.2.1 陶瓷

21.2.2 高分子化合物

21.2.3 金属

21.3 陶瓷封装设计

21.3.1 rf馈通的设计

21.3.2 腔孔设计

21.3.3 偏置线

21.3.4 陶瓷封装结构

21.3.5 陶瓷封装模型

21.4 塑料封装设计

21.4.1 塑料封装

21.4.2 塑料封装模型

21.5 封装组装

21.5.1 芯片贴装

21.5.2 芯片引线键合

21.5.3 陶瓷封装的组装

21.5.4 塑料封装的组装

21.5.5 密封和包装

21.6 热性能考虑

21.7 封装使用的cad工具

21.8 功率放大器模块

参考文献

习题

第22章 晶体管和放大器的测量

22.1 晶体管测量

22.1.1 i-v测量

22.1.2 s参数测量

22.1.3 噪声参数测量

22.1.4 源牵引和负载牵引测量

22.2 放大器测量

22.2.1 使用rf探针测量

22.2.2 驱动放大器和hpa的测试

22.2.3 大信号输出vswr

22.2.4 噪声系数测量

22.3 失真测量

22.3.1 am-am和am-pm

22.3.2 ip3/im3测量

22.3.3 acpr测量

22.3.4 npr测量

22.3.5 evm测量

22.4 相位噪声测量

22.5 恢复时间测量

参考文献

习题

附录a 物理常数和其他数据

附录b 单位和符号

附录c 频带命名

附录d 分贝单位

附录e 数学关系式

附录f 史密斯圆图

附录g 图形符号

附录h 首字母缩略词及缩写词

附录i 符号列表

附录j 多通道与调制技术