谐振功率放大器的工作原理详解.pptVIP

封面 返回 引言 本页完 引言 晶体管的工作情况与频率有极密切的关系，通常可以把它们的工作频率范围划分如下： 低频区 f0.5fβ 中频区 0.5fβ f 0.2fT 高频区 0.2fT f fT  其中有 fT ≈β fβ 晶体管在低频区工作时，可以不考虑它的等效电路中的电抗分量与载流子渡越时间等影响。中频区的分析计算要考虑晶体管各个结电容的作用。高频区则需进一步考虑电极引线电感的作用。因此，中频区和高频区的严格分析与计算是相当困难的。本书将从低频区来说明晶体管高频放大器的工作原理。 返回 fβ——截止频率 fT——特征频率 学习要点 本 节 学 习 要 点 和 要 求 1、高频功率放大器获得高效率的所需条件 2、掌握高频功率放大器的功率关系 返回 5.2 谐振功率放大器的工作原理 一、获得高效率所需的条件 由能量守恒： P== Po+ Pc 定义集电极效率： 1、高效大功率输出的讨论 高频功率放大器的基本电路 继续 本页完 + vb - - + 输出 + - vB iE iB iC C L vC p VCC VBB + - + - vb P=—电源供给功率 P0—交流输出信号功率 Pc—晶体管集电极耗散功率 ηc=—— Po P= =—— Po Po+ Pc VCC 将上式变形为 Po=(——)Pc ηc 1-ηc 结论二：如果维持晶体管的集电极耗散功率Pc不超过额定值，那么提高集电极效率ηc ，将使交流输出功率Po大为增加。 结论一：设法尽量降低集电极的耗散功率Pc，则集电极效率ηc自然会提高。这样，在给定P=时，晶体管的交流输出功率Po就会增大。 Pi —输 入信号 功率 2、提高效率与功率的方法 高频功率放大器的基本电路 继续 本页完 + vb - - + 输出 + - vB iE iB iC C L vC p VCC VBB + - + - 集电极瞬时耗散功率Pc Pc=iC vC O ωt iC、vC θc 一个周期内晶体管只在此流通角2θc内损耗功率，这是vC的最小值区间，显然晶体管的耗散功率是最小的，ηc较大。 2θc 5.2 谐振功率放大器的工作原理 一、获得高效率所需的条件 T/2 π 如果使晶体管的vC和iC的波形如图所示(注意，共射电路中vC与iC是反相的)。 2、提高效率与功率的方法 高频功率放大器的基本电路 继续 本页完 + vb - - + 输出 + - vB iE iB iC C L vC p VCC VBB + - + - 集电极瞬时耗散功率Pc O ωt iC、vC θc 2θc T/2 π Pc=iC vC 晶体管处于丙类工作状态时，iC只在vC最低时才能通过，所以在丙类工作状态下集电极的耗散功率Pc是最小的，效率ηc是最大的。 5.2 谐振功率放大器的工作原理 一、获得高效率所需的条件 2θc是在一周期内的集电极电流的流通角， θc为半流通角(亦称为截止角)，本教材称为通角。 继续 本页完 O ωt iC、vC θc 2θc T/2 π 3、通角θc的计算 O vB iC vb -VBB 截止电压 2θc 通角θc对应的值为 Vbmcosθc=VBZ+VBB。 VBZ Vbm 转移特性曲线 输入信号为一交流正弦波vb。 2θc iC ωt O 只在这个区域里产生iC 这是2倍通角θc。 5.2 谐振功率放大器的工作原理 一、获得高效率所需的条件 继续 本页完 O ωt iC、vC θc 2θc T/2 π 3、通角θc的计算 O vB iC vb -VBB 2θc VBZ Vbm 转移特性曲线 2θc iC ωt O 因为 vb=Vbmcosωt cosθc=———— VBZ+VBB Vbm 所以 Vbmcosθc=VBZ+VBB 在通角处有 ωt =θc 由图得，在ωt=θc处的vb值为VBZ+VBB。 5.2 谐振功率放大器的工作原理 一、获得高效率所需的条件 θc=arccos(————) VBZ+VBB Vbm 一、获得高效率所需的条件 4、脉冲iC产生正弦波vC的物理过程 iC通过傅里叶级数展开得： 高频功率放大器的基本电路 + vb - - + 输出 + - vB iE iB iC C L vC p VCC VBB + - + - O ωt iC、vC θc 2θc T/2 π iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+ +……+ Icmncosnωt+……