电路阻抗匹配条件下的最大功率增益及其影响因素

在单向化近似条件下，带负载的晶体管共射放大器电路如图2-2-4所示。其中，yL(ce)＝gL(ce)+jbL(ce)是等效到晶体管输出端的负载导纳。

图2-2-4　带负载的晶体管共射Y参数模型

放大器等效到晶体管输出端的电压增益为

功率增益为

当输出端阻抗共轭匹配时候，即goe＝gL(ce)、boe＝-bL(ce)时候，负载将得到最大功率，此时式（2-2-9）可以化简为

式（2-2-10）表示了理想放大器可能达到的最大功率增益，称为放大器的额定功率增益。由此式可知，晶体管放大器的额定功率增益只与晶体管参数有关，而与电流参数无关。式（2-2-10）表达的是等效到ce两端的负载阻抗与输出阻抗匹配的条件下，电路的最大功率增益。实际情况下，LC并联谐振回路会有损耗，等效到ce两端的负载阻抗也可能与输出阻抗不匹配，此时，实际的功率增益就会比额定功率增益小。

下面先考虑LC谐振回路的插入损耗影响。

由于LC回路引起损耗的只是其损耗电导，为了方便讨论，图2-2-5略去了与损耗无关的元件。其中gS是源电导，gL是负载电导，g0是LC谐振回路的损耗电导。

图2-2-5　考虑插入损耗的模型

不考虑g0时，最大输出功率：

考虑g0时的输出功率为

所以，在阻抗匹配条件下考虑插入损耗后，放大器的功率增益为

图2-2-6　阻抗失配模型

放大器的功率增益一般为

上式清晰地表示了由于LC并联谐振回路插入损耗和失配损耗的存在，导致了电路功率增益的降低。