物理学院高频电子线路g3-3.ppt

第二节 高频功率放大器的原理与特性 集电极电流： 输出电压： 丙谐振功率放大器 输出功率： 集电极电源供给的直流功率： 集电极损耗功率Pc： 动态线的斜率： 导通角： 2． 高频功放的工作状态 高频谐振功率放大器根据晶体管是否进入饱和区可以分为欠压、 临界和过压三种状态 。 在动态线上以uBEmax 或uCEmin与动态线的交点A判别。 A1工作在欠压状态 A2工作在临界状态 A3工作在过压状态 二、 高频谐振功率放大器的工作状态 A3 （1）欠压状态 在信号激励的周期内，晶体管始终工作在放大区和截止区。 Uc较小，所以称为欠压。ic近似为余弦脉冲， Uc 越大输出功率越大。 ① Ub变化对Uc、Icmax影响大。 ②斜率变化， Icmax几乎不变，但影响Uc 。 （2）过压状态 在信号激励的周期内，晶体管分别工作在饱和区、放大区和截止区。动态线和临界饱和线有一段重合 ①在过压状态，斜率变化，输出电压的幅值Uc变化不大。 ②ic的顶部出现凹陷并在D点达到最小。凹陷越大IC0，IC1越小。 Uc较大，所以称为过压。 （3）临界状态 在信号激励的周期内，晶体管始终工作在放大区和截止区。 ①ic近似为余弦脉冲。与欠 压状态相比ic略有降低。Uc有所增加。 ②在临界状态输出功率最大，效率接近最高，对应的负载电阻RL称为最佳负载电阻，高频功放一般工作在此状态。 三种状态的特点： 临界状态的特点是输出功率最大，效率接近最高， 是最佳工作状态，发射机末级一般设计成此状态。 ②过压状态特点是负载阻抗变化时，输出电压变化小，电压幅值较大，弱过压时效率最高，发射机的中间级和集电极调幅电路采用此状态。 ③欠压状态的输出功率和效率都较低，集电极耗损功率较大，负载阻抗变化时，输出电压随之变化，除基极调幅电路外较少采用。 三、 高频功放的外部特性 外部特性是指功放的性能随外部参数变化的规律。讨论 UCC, UBB, Ub, RL变化对性能的影响。 以上参数变化会影响动态线的斜率、导通角、uCEmin、uBEmax，影响功放的工作状态和性能。 1．高频功放的负载特性 负载特性是指UBB，Ub，UCC一定，放大器性能随负载电阻RL变化的特性。 （1）RL增加功放的工作状态变化如下： ∵动态线的斜率： 欠压→临界→过压 （2）欠压状态到临界状态 RL↑→电流↓但变化较小， 同时RL↑→电压↑，随RL增加。 （3）临界状态到过压状态， RL↑→电压↑，但电压变化较小， RL↑→电流↓，且电流变化较大。 UBEmax 临界点：P1达到最大， η较大，Pc 较小。放大器接近最佳性能。对应的RL值称为匹配负载，用RLcr表示。 （4）匹配负载 2．高频功放的振幅特性 高频功放的振幅特性是指只改变激励信号振幅Ub时, 放大器电流、 电压、 功率及效率的变化特性。 （1）Ub 增加功放的工作状态变化如下： 欠压→临界→过压 3. 高频功放的调制特性 U CC 、RL、Ub 不变，放大器性能随 U BB的变化特性。 （1）基极调制特性 基极调幅电路 由基极调制特性可知基极调幅应工作在欠压区。 （2）集电极调制特性 U BB 、RL、Ub 不变，放大器性能随 U CC的变化特性。 ∵在B点。 ∴UCC↑，工作状态：过压、临界、欠压。