《高频电路》高频功率放大器

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1、6高频功率放大器6.2谐振功率放大器的工作原理6.3晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法6.4晶体管功率放大器的高频特性6.5高频功率放大器的电路组成6.1概述6.7戊类(E类)功率放大器6.8宽带高频功率放大器6.9功率合成器6.10晶体管倍频器6.6丁类(D类)功率放大器1.谐振（高频）功放与非谐振（低频）功放的比较6.1概述工作频率相对频带宽负载工作状态效率分析方法共同点低功放高功放低频(音频)20Hz～20kHz高频(射频)AM广播信号:535kHz～1605kHz1）要求输出功率大，效率高2）激励信号幅度为大信号非调谐如：电阻、变压器调谐如：选频网络甲类乙

2、类甲乙类丙类丁类戊类图解法图解法折线法低高2.高频、低频功放与高频、低频小信号放大电路+EE+RCEE高频谐振功放的工作状态：大信号丙类高频小信号谐振放大器工作状态：甲类低频小信号放大器工作状态：甲类3.不同工作状态的功放特点工作状态导通角理想效率负载应用甲(A)θ=360°50%电阻、变压器低频乙(B)θ=180°78.5%电阻、变压器低频甲乙(AB)180°<θ<360°50%<η<78.5%电阻、变压器低频丙(C)θ<180°>78.5%选频回路高频丁(D)开关状态90%~100%选频回路高频戊(E)开关状态90%~100%选频回路高频饱和区过压区放大区欠压区

3、截止区A类：B类：C类：•Q•6.2谐振功率放大器的工作原理6.2.1获得高效率所需要的条件6.2.2功率关系6.3.1晶体管特性曲线的理想化及其解析式6.3.2集电极余弦电流脉冲的分解5.3.2折线分析法低频功放与高频功放（丙类）的工作原理1）低功放2）高功放+RCEEEE1.转移特性曲线的理想化饱和区过压区放大区欠压区截止区VBZ：截止偏压、起始电压硅=0.4V~0.6V、锗=0.2V~0.3V6.3.1晶体管特性曲线的理想化及其解析式2.输出特性曲线的理想化vCEiC0vBE饱和区过压区放大区欠压区截止区为了求iC和vCE，先把晶体管特性曲线理想化选取vBE为

4、参变量是因为晶体管的输入电压是正弦或是余弦，由于管子输入特性的非线性，所得的输入电流iB就不是正弦或余弦了，为了避免输入特性的非线性，常以vBE作参量测出输出特性。根据晶体管的转移特性曲线可以得到iC的波形1）集电极电流iC（尖顶余弦脉冲）设输入信号电压：则加到晶体管B、E极的有效电压为：求高频功放（丙类）的iC和vCEEEiC的数学表达式1饱和区过压区放大区欠压区截止区vbwticwtvBEwt•Q6.3.2集电极余弦电流脉冲的分解iC的数学表达式2iC的数学表达式3icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmax其中：尖顶余弦脉冲的分解系数可见产生众多的高次谐

5、波，故采用LC谐振回路把谐波滤除，选出基波，从而消除非线性失真。尖顶脉冲的分解系数尖顶余弦脉冲的分解系数还可以根据的数值查表求出各分解系数的值。P265附录6.1余弦脉冲系数表icwtvCEwtAB•QVCCvCEiC动态特性曲线、工作路2)集电极与发射极电压推导动态特性曲线方程：上式消去coswt得：代入：得：iC(ZP)nwVCC+-++--vCEvc集电极与发射极电压vCEEEN1CNR(Zp)nw证明：高功放在谐振时，基波阻抗大，而直流分量和谐振的阻抗小。1）基波时，电路发生谐振，谐振阻抗N1CNRN1NR’pC说明回路对高次谐波呈容性阻抗2）谐波nw时，阻

6、抗Rp结论：回路阻抗对于各次谐波来说，它们的值与谐振于基波的值相比，小到可以忽略的程度。1）对直流分量，电路等效为：(ZP)0=0(ZP)nw=小iC0(ZP)0VCC+-++--vCEvc2）对基波分量，电路等效为：(ZP)w=RpiC1(ZP)wVCC+-++--vCEvc电路发生谐振3）对谐波分量，电路等效为：iCn(ZP)nwVCC+-++--vCEvc饱和区过压区放大区欠压区截止区vbwticwtvCEwtvBEwtAB•Q•QVCCvCEiC动态特性曲线、工作路vbVBZVBBIcmaxvBEtibtictvCEvctVCCVcmVbm6.2.1获得高效

7、率所需要的条件1.获得高效率的条件2.提高丙类谐振功放效率的途径例：tw或电压电流0VBZVCCV－BBVbmVcmqiCicmaxciCvCEvBEvCEmin1.iC与vBE同相，与vCE反相。2.iC脉冲最大时，vCE最小。EE6.2.2功率关系电路正常工作（丙类、谐振）时，外部电路关系式：1.直流功率2.输出交流功率集电极电压利用系数波形系数3.集电极耗散功率4.集电极效率波形系数为了兼顾功率与效率，最佳通角取70左右。6.3晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法6.3.3高频功率放大器的动态特性与负载特性6.3.4各极电压对工作状态的影响6.3.5工作