[工学]高频电子线路 第6章 高频功率放大器.ppt

放大特性 在其他条件不变(Vcc、 VBB 、Rp为一定)，只变化放大器的输入 电压的幅度而引起的放大器输出电压、输出功率、效率、 Ico,Ic1等变化特性称为放大特性。 性质 欠压 临界 过压 1、输入电压由小到大的过程中，工作状态由欠压过渡到临界，再过渡到过压压。 性质 2、集电极电流由没有凹陷的幅度较小的脉冲到没有凹陷的幅度较大的宽度增加的脉冲，在过压区电流的幅度不再增加，但是宽度增加，凹陷加深。 3、集电极的回路电压，由幅度较小的信号，逐渐增加，在欠压区增加较快，在过压区增加缓慢。 可见，放大特性与基极调制特性基本相同。 四、谐振功放的高频特性 （一）、什么是谐振功放的高频特性? 当输入信号的频率大于0.5倍的共射极截止频率时，通常会引起谐振功率放大器的输出功率下降、效率降低、功率增益下降、以及输入和输出变为复数阻抗等现象，叫做谐振功率放大器的高频特性。 （二）、引起谐振功率放大器高频效应的原因？ 平均渡越时间:少数载流子在基区的扩散而到达集电极的所需要的平均时间。 主要表现为四个方面： 1、少数载流子的渡越时间的影响 N N P E B C 1、少数载流子的渡越时间的影响 低频时的情况 输入电压的周期远大于非平衡少数载流子的平均渡越时间，少数载流子的平均渡越时间可以忽略，可以认为输入电压的最大值时，输入电流和输出电流同时达到最大值。 高频时的工作情况 1、发射极的正向导通电压决定于vb‘e，当基区中的少数载流子还没有完全到达集电极时， vb‘e已经改变方向，于是基区中的靠近集电结的少数载流子将继续向集电极扩散，靠近发射结的少数载流子在反向电压的作用下，返回到发射极，造成了发射极电流的反向流通。 2、由于渡越效应，集电极电流的最大值将滞后于发射极电流的最大值，且最大值比低频时小，最后到达集电极的少数载流子比vb‘e=Eb时晚，形成的集电极的电流脉冲展宽。 少数载流子的平均渡越时间可以和输入信号的周期相比，某一时刻的基区的载流子的分布与这一时刻以前的外加电压有关。 3、基极电流是发射极电流和集电极电流的差，有明显的负值成份，而且最大值也比外加的电压的最大值提前。 集电极的幅度减小，输出功率减小，导通角增大，输出效益下降，基极分量的最大值的提前，输入阻抗呈现非线性的容抗。 2、非线性电抗的影响 输入部分除了非线性的输入阻抗外，还有集电结电容，这个电容随着集电结的电压的变化而变化，它对放大器有两个方面的影响。 1、构成了输出与输入的反馈支路，频率越高，反馈越大。 2、这个电容根据密勒定理在输入和输出端形成一个输出电容，对输入和输出阻抗产生影响。 3、发射极引线电感的影响 发射极的引线电感在输入频率很高时，相当于在发射极接有一个阻抗，这一阻抗的存在使输入和输出阻抗发生了变化，同时，发射极接有的阻抗会降低放大器的放大倍数，使输出功率下降。 ZL 如图 ZL连接在输入和输出回路之间，其是一个电抗分量，它使输入和输出的阻抗变成复阻抗。 4、饱和压降的影响 实验表明：三极管的饱和压降随着频率的增加而加大。 频率增大的方向 1、频率越大，趋肤效应越严重，引起集电极电流的分布不均匀，中心部分的压降小，边缘部分的压降大，趋肤效应引起集电极流通的有效的截面积减小，体电阻和压降就大。 2、饱和压降增大，输出电压的利用系数减小，功率放大器的输出功率 和效益减小。 小结 1、高频功率放大器的主要功用是产生高频大功率，典型应用是无线电发射机的输出级，主要要求是高效率输出大功率。 2、输出大功率时，特别注意极限参数的限制。 3、为了提高效率，高频功率放大通常选择丙类。 4、高频功率放大器通常是放大窄频带信号，有时甚至是单一频率的信号。为了获得最大的信号功率，必须选择调谐回路和其他的选择性回路作负载。 5、高频功放工作在高频和大信号的非线性状态，这时的器件的物理特性非常复杂，折线分析的方法会带来相当大的误差，最佳的工作状态要通过实践的调试来获得。 五、谐振功率放大电路的馈电线路 定义： 馈电线路： 直流的供电电路，分为集电极直流供电电路和基极直流供电电路。 考虑到滤波匹配网络元件的安装方便，集电极直流供电对匹配网络的影响等实际因数，在谐振功率放大器中，集电极的直流的馈电线路有两种不同的连接方式，串馈和并馈。 串（并）联馈电：集电极的直流电源、滤波匹配网络和功率管三者在电路的连接形式上表现为串（并）联的一种连接方式。 集电极馈电： 集电极串联馈电 LC为高频扼流圈，它与CC构成电源的滤波电容。在信号频率上LC的感抗很大，接近开路，CC的容抗很小，接近短路，目的是避免信号电流流过直流电源产生级间反馈，造成工作不稳定。 优点：LC和CC都在高频的低电位上，它们的分布参数不影响高频电路的工作。 缺点：匹配网络位于直流的高电位上，元件的安装和调试不方便，特别是