第3章-高频功率放大器-3课件.ppt

1、高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 cecrcugi ceccruig如图b是理想化的输出特性。它可分为饱和区、放大区和截至区。饱和区饱和区：近似认为 只受 的控制，而与 无关。理想的饱和临界线为一条通过原点的斜线。斜率斜率：放大区放大区：近似认为 与 无关。各条曲线为平行于 的水平线。对于等差的 间隔应该是相等的。表征临界线的方程表征临界线的方程：ceucibeuceuciceubi2.输出特性曲线理想化输出特性曲线理想化高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 三、集电极余弦电流脉冲的分解三、集电极余弦电流脉冲的分解1 1、余弦电流脉冲的表示式余弦电流脉冲的表示式当输入信号 时,集电

2、极电流 的波形为余弦电流脉冲。tuubmbcosci余弦电流脉冲表示式表示式(由脉冲高度ICM和通角c决定)coscos1 coscccMctiI已知已知Vbb、Ubz和和Ubm可确定高频功率放大器的半通角可确定高频功率放大器的半通角c，有时也，有时也称称c为通角。通常用为通角。通常用c=180表示甲类放大；表示甲类放大；c=90表示乙类表示乙类放大；放大；c90表示丙类放大表示丙类放大。导通角bmbbbzcUVUcos高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 2、余弦电流脉冲的分解系数、余弦电流脉冲的分解系数周期性的电流脉冲可以用傅氏级数表示：tnItItIIicnmmcmccoccos.2

3、coscos21)(cnCMcnmII)(0cCMcoII其中)(11cCMmcII.直流分量电流基波分量电流幅值N 次谐波分量幅值高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页)()cos1(cossin d)cos1(coscos21d210cocMcccccMcccMccIIttItiIcc)()cos1(cossin dcos)cos1(coscos1dcos111ccMcccccMcccMcmcIItttIttiIcc)()cos1)(1(sincoscossin2 dcos)cos1(coscos1dcos12cncMccccccMcccMccnmInnnnnIttntIttiIcc高频

4、电子线路高频电子线路退出下页上页首页 称为余弦电流脉冲分解系数。为直流分量分解系数；为基波分量分解系数；为n次谐波分量分解系数。下图给出了 、和 与 的关系。)(0c)(1c)(cn0123011gc011gcg1与 的关系高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 四、功率与效率四、功率与效率1、直流电源供给的直流功率、直流电源供给的直流功率 P=Vcc *Ico 2、高频输出功率、高频输出功率pcmpmcmccmRURIIUP22110212121)(212111ccoccmccmocgIVIUPPCOPPP4、集电极效率、集电极效率3、晶体管集电极损耗功率、晶体管集电极损耗功率其中，称为集

5、电极电压利用系数；cccmVU)()()(011cccg 称为波形系数。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 5、总结、总结190c90c180c1)(1cg57.1)(1cg57.1)(1cg%5.78c%5.78c%50cu 在 的条件下(电压利用系数：理想状态下)甲类工作状态：乙类工作状态：丙类工作状态：u 导通角的选择在实际运用中，为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，谐振功率放大器导通角常取c=6080。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 五、丙类高频放大器的动态特性五、丙类高频放大器的动态特性 1、动态特性、动态特性 2、动态特性的作法、动态特性的作法在晶体管、电源电压V

6、cc和Vbb、输入信号振幅Ubm和输出信号振幅Ucm(或Rp)一定的条件下，ic=f(ube,uce)的关系称为放大器的动态特性。虚拟电流法截距法调谐于输入信号的频率高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 u截距法作动态特性截距法作动态特性：放大器谐振回路调谐于输入信号频率 时。其外部电路的关系式为cos;cosbebbbmcecccmUVUtUVUtcmceccbmbbbeUUVUVU晶体管的特性是内部条件，其正向传输特性为动态特性应同时满足外部电路和内部电路的关系式，则)(0UugUUVUUVUuUUgUUuVUVgicedbmcmbbcmbzccbmcecmbmcbzcmceccbmb

7、bcc)(0bzbecccuugii导通段截止段bzbebzbeuuuu式中 是动态特性的斜率，是在 轴上的截距，其值为cmbmcduugg0UceuccmccUVUcos 0高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 则AB-BC折线为动态特性ccmccUVUcos 0cmbmcduugg，cos;cosbebbbmcecccmUVUtUVUt余弦电流脉冲高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 在输出特性的 轴上取截距 得动态特性的B点。ceuccmccUVUcos0 通过B点作斜率为 的直线交 线于A点。cmbmcdUUggbmbbbeUVumax在 轴上选取 为C点，则 AB-BC 折线

8、为动态特性。ceucmccceUVumax截距法作动态特性的步骤截距法作动态特性的步骤：高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页12u 虚拟电流法虚拟电流法ccVbbbzcQVUgIbmbbbeUVumaxcmccceUVumin决定A点决定Q点连接AQ交横坐标于B点cmccceUVumax 在横坐标上 决定C点则ABBC折线为动态特性。)()cos()(bbbzcbmbbbzcmcmbmcccmccccdoccdQVUgUVUUUUgUVVgUugI)(0bzbecccuugii导通段截止段bzbebzbeuuuu高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 3、谐振高频功率放大器的三种工作状态

9、、谐振高频功率放大器的三种工作状态输出电压波形输出电压波形余弦电流脉冲高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 u总结总结:欠压欠压:动态特性A1B1-B1C1在输入信号一周内，A点没有进入晶体 管的饱和区，这种工作状态称为欠压工作状态。对应的 集电极电流为尖顶脉冲。临界临界：动态特性A2B2-B2C2，A点正好在晶体管的临界饱和线上，这种工作状态称为临界工作状态。对应的集电极电流为尖 顶脉冲。过压：过压：动态特性MA3-A3B3-B3C3在输入信号一周内，A点已进入 晶体管的饱和区，这种工作状态称为过压工作状态。对 应的集电极电流为凹顶脉冲。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 2、负载

10、特性的分析、负载特性的分析工作状态随 的变化关系PR 六、负载特性六、负载特性1、负载特性定义、负载特性定义 在 、一定的条件下，改变谐振回路的谐振电阻 ，高频功率放大器的工作状态、电流、电压、功率和效率随 的变化关系，称为负载特性ccVbbVcgbzUbmUPRPR随着Rp的增大，功率放大器的工作状态由欠压临界过压。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 电流、电压随电流、电压随 变化的关系变化的关系PR功率、效率随功率、效率随 变化的关系变化的关系PR1、直流电源供给的直流功率、直流电源供给的直流功率 P=Vcc *Ico 2、高频输出功率、高频输出功率pcmpmcmccmRURIIUP

11、22110212121)(212111ccoccmccmocgIVIUPPCOPPP4、集电极效率、集电极效率3、晶体管集电极损耗功率、晶体管集电极损耗功率高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 结论结论欠压工作状态欠压工作状态：输出功率 和集电极效率c都较低，而且输出信号电压振幅 随 变化，因此，除了特殊场合以外，很少采用这种工作状态。临界工作状态临界工作状态：输出功率 最大，且集电极效率 也高，常用于发射机的功率输出级（末级），以便获得最大输出功率。过压工作状态过压工作状态：在弱过压区，达最大，下降不多，当 变化时，输出信号电压振幅 变化较小，多用于需要维持输出电压比较平稳的场合，如发射

12、机的中间放大级。opl当 RP=0，即负载短路时，集电极损耗功率Pc达最大值，有可能使功率晶体管烧坏。因此，在调整谐振功率放大器的过程中，必须防止负载短路。cmUPRcmUPRopopcc高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 七、各级电压变化对工作状态的影响七、各级电压变化对工作状态的影响1、集电极电源电压、集电极电源电压 变化对工作状态的影响变化对工作状态的影响（在 、不变的条件下）ccVbmUbbVcgbzUPR 随着随着VccVcc的增加工作状态由过压的增加工作状态由过压临界临界欠压。欠压。ccVbbbzcQVUgI决定Q点bmbbbzcUVUcos pccdRg1)cos1(1高频

13、电子线路高频电子线路退出下页上页首页 改变改变Vcc对电流、电压、功率、效率的影响对电流、电压、功率、效率的影响I高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 动态特性随动态特性随 的变化关系的变化关系ccV 2、改变改变 对工作状态的影响对工作状态的影响（在（在 、不变的条件下）不变的条件下）bmUbbVcgbzUPR随着随着 的增加工作状态由欠压的增加工作状态由欠压临界临界过压。过压。bmUbmUccVbbbzcQVUgI决定Q点bmbbbzcUVUcos pccdRg1)cos1(1高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 改变改变 对电流、电压、功率、效率的影响对电流、电压、功率、效率的影

14、响bmUo高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 改变Vbb对工作状态的影响3、改变改变 对工作状态的影响对工作状态的影响（在（在 、不变的条件下）不变的条件下）bbVcgPRbzUccVbmUbmbbbzcUVUcos pccdRg1)cos1(1ccVbbbzcQVUgI决定Q点高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 bbVbbVbzU增大的含义是从负电压向小增大的含义是从负电压向小于于 的正电压变化的正电压变化 随着随着 的增加工作状态由欠压的增加工作状态由欠压临界临界过压。过压。bbV高频电子线路高频电子线路首页上页下页退出精品课件精品课件！高频电子线路高频电子线路首页上页下页退出精品课件精品课件！高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页