第1章高频功率放大器

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1、第3章高频功率放大器3.1高频小信号放大器3.1高频功率放大器的原理和特性3.3高频功率放大器的高频效应3.4高频功率放大器的实际线路3.2高频功率放大器的原理和特性主要功用是放大高频信号,以高效输出大功率为目的,主要应用于各种无线电发射机中。与其它放大器相比：输出功率大，功放管在大信号极限条件下运行。其实质是在输入高频信号的控制下将电源的直流功率转换成高频功率,因此还要求尽可能高的转换效率。功率增益是重要的性能指标，但安全、高效和小失真是第一位的。高频功放与低频功放：工作频率和相对带宽相差很大；高频功放一般用选频网络作负载，工作在丙类状态，也称为谐振功率放大器。2功率放大器分类根据功率管在

2、一个信号周期内导通时间的不同，功率管运用状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类（A、B、C）等多种。功率管是功率放大电路关键器件，如何选择功率管运用状态，并保证其安全工作。必须首先了解功率器件的极限参数及安全工作区。3甲类功率放大器4乙类推挽功率放大器5单电源供电的互补推挽电路(OTL)电压增益小于1。要输出最大信号功率，RL上信号电压振幅接近电源电压(单电源接近VCC/2)。要求输入激励级为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压。6交越失真上节分析乙类推挽电路性能时，忽略了晶体管发射结导通电压的影响。实际上，在零偏置情况下，考虑到导通电压的影响，输出电压波形在衔接处出现严重失真-交越失真。两管

3、的合成传输特性如图所示。7克服交越失真的基本途径在输入端为两管加合适的正偏电压，使其工作在甲乙类。只要VBB取值合适，上下两路传输特性起始段的弯曲部分就可相互补偿，合成传输特性趋近于直线，在输入正弦电压激励下，得到不失真的输出电压。8常用电路①二极管偏置电路②vBE倍增电路由于二极管的正向交流结电阻很小，可认为交流短路，因此偏置电路不影响输入信号vi(t)的传输。9vBE倍增电路(1)电路直流：由T3、R1、R2组成，且由电流源IR激励，为互补功率管T1、T2提供偏置电压VBB。交流：T3、R1构成电压并联负反馈电路，反馈电路电阻小，几乎不影响输入信号传输。(2)倍增原理由图可见，若通过R1的

4、电流I1远小于T3管的集电极电流IC3，且T1和T2管的静态基极电流又可忽略，10单电源供电的互补推挽电路(OTL)电压增益小于1。要输出最大信号功率，RL上信号电压振幅接近电源电压(单电源接近VCC/2)。要求输入激励级为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压。111.功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现甲类(A)：功率管在一个周期内导通。乙类(B)：功率管仅在半个周期内导通。甲乙类（AB）：功率管在大于半个小于一个周期内导通丙类(C)：功率管小于半个周期内导通。122.不同运用状态下的集电极效率η管子的运用状态不同，相应的ηmax也不同。甲类ηmax=50％;乙类ηmax＝78.5%

5、减小PC可提高η。假设集电极瞬时电流和电压分别为iC和vCE，则13讨论：若减少PC，则要减少iC×vCE途径1：由甲类→甲乙类→乙类→丙类，减小管子在信号周期内的导通时间，即增大iC＝0的时间。途径2：使管子运用在开关状态(丁类)；管子在半个周期内饱和导通，另半个周期内截止。饱和导通时，vCE≈vCE(sat)很小，导通的半个周期内，瞬时管耗iC×vCE很小。截止时，不论vCE为何值，iC趋于0，iC×vCE也处在零值附近。结果PC很小，η显著增大。14甲乙丙类功放电路的工作点15为提高集电极效率，管子的运用状态从甲类向乙类、丙类或开关工作的丁类转变。但随着效率的提高，集电极电流波形失真严重

6、，为实现不失真放大，在电路中需采取特定措施。小结：16图3─12晶体管高频功率放大器的原理线路3.2.1丙类功放工作原理高频功率放大器的原理线路,除电源和偏置电路外,它由晶体管、谐振回路和输入回路三部分组成的。17工作在丙类状态,在一个信号周期内功放管导通角小于1800静态时发射结反偏,工作在截止区;输入激励大信号，一般在0.5V以上；基极电流和集电极电流均为高频脉冲信号；谐振回路作负载选取有用频率分量，兼有阻抗变换作用18丙类功放折线分析法非谐振功率放大器：集电极负载为纯电阻，在特性曲线上作负载线，画出激励信号下的集电极电流和电压求出功率性能丙类谐振功率放大器：集电极负载为包含电抗元件的谐

7、振回路，uCE由iC产生，而uCE通过基极宽度调制效应影响iC要精确分析谐振功放，要解非线性方程，繁琐!191．电流、电压波形设输入信号为则基极回路电压为管子导通主要工作在线性放大区，折线化近似其转移特性。20晶体管的实际特性曲线21晶体管特性曲线理想化(a)传输特性理想化(b)输出特性理想化2223余弦脉冲的表达式2425周期性集电极电流脉冲导通角为2θ；可以分解成直流、基波(信号频率分量)和