高频电子线路最新版课后习题解答第四章 高频功率放大器习题解答

思考题与习题
4.1 按照电流导通角θ来分类，θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放，θ>90度的高频
功放称为甲乙类功放，θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放，θ<90度的高频功放称为丙类功放。

4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载，属丙类功率放大器。

其电
流导通角θ<90度。

兼顾效率和输出功率，高频功放的最佳导通角θ= 60～70 。

高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。

4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态，因此晶体管为非线性器件，常用图解法进行
分析，常用的曲线除晶体管输入特性曲线，还有输出特性曲线和转移特性曲线。

4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号，则功率三极管的集电极、基极、发射极电
流均是余弦信号脉冲，放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。

4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1
-的一条曲线。

R
∑
υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言，如果动态特性曲线和
BEmax
υ称为欠压工作状态；交点位于饱和区就称为过压工作状态；动态特性曲线、
BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。

V由大到小变化时，4.7在保持其它参数不变的情况下，高频功率放大器的基级电源电压
BB
功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。

高频功放的集电极V（其他参数不变）由小到大变化时，功放的工作状态由过压状态到电源电压
CC
V（其它参数不变）由小临界状态到欠压状态变化。

高频功放的输入信号幅度
bm
到大变化，功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。

4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源；而在过压工作状态相当于一个恒压
源。

集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态，而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。

发射机末级通常是高频功放，此功放工作在临界工作状态。

4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大，在弱过压工作状态时效率最高。

4.10当高频功率放大器用作振幅限幅器时，放大器应工作在过压工作状态，用作线性功
率放大器时应工作在欠压工作状态，当高频功率放大器放大振幅调制信号时，放大器应工作在欠压工作状态，放大等幅信号时应工作在临界工作状态。

4.11假设高频功放开始工作于临界状态，且负载回路处于谐振状态，当回路失谐时，功放会进入欠压工作状态。

高频功率放大器通常采用电流表指示负载回路的调谐。

4.12 为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？
为什么要调谐在工作频率上？回路失谐将产生什么结果？
答：高频功率放大器的输出功率高，其效率希望要高些，这样有源器件的损耗功率就低，不仅能节省能源，更重要的是保护有源器件的安全工作。

乙类、丙类放大器状态的效率比甲类高因此高频功率放大器常选用乙类或丙类放大器。

乙类和丙类放大器的集电极电流为脉冲状，只有通过谐振回路的选频滤波特性，才能选
择出所需要的频率的电压输出。

回路调谐于工作频率是为了取出基波电压输出。

回路失谐将使工作频率上的电压输出降低，而输出的可能是谐波。

4.13 丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的负载线有什么区别？为什么
会产生这些区别？动态特性的含义是什么？
答：丙类高频功率放大器的动态线（也叫负载线或工作路）是与横坐标的交点为
O CC V V <，斜率为与谐振回路的谐振电阻R ∑有关的曲线（斜率正比于1
R ∑-）。

低频甲类功率放大器的负载线，是斜率为1
L
R -'与横坐标的交点交于CC V 的一条直线。

之所以会产生这些区别是因为丙类放大器的BB V ＜()BE on V ，静态工作点在截止区域，集电极电流C i 为周期脉冲状，产生了失真。

负载是LC 选频回路，输出电压是谐振回路的谐振电阻R ∑与电流脉冲的基波电流相乘，输出电压是连续的基波电压，因此动态特性不能简单地用谐振电阻R ∑来描述负载线。

只能根据高频谐振功率放大器的电路参数用解析式和作图法求得，而甲类放大器的静态工作点在放大区，负载是纯电阻，因此负载线是确定的直线。

所谓动态特性是指放大器中的晶体管（c g 、()BE on V ）、偏置电源（CC V 、BB V ）、输入信号（bm V ）、输出信号或谐振电阻（cm V 或R ∑）确定后，放大器的集电极电流C i 随BE υ和CE υ的变化关系。

事实上，改变BB V 可以使放大器工作于甲类、乙类或丙类。

4.14 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？
答：放大器工作在丙类状态的情况下，集电极电流为周期性的余弦电流脉冲。

谐振功放的输出负载为谐振回路，该回路具有选频滤波特性，可以从晶体管的余弦脉冲电流中，将不失真的基波电流分量选择出来，在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压；而电阻性负载不具备选频滤波的特性，因此不能在丙类工作。

4.15 放大器工作于丙类比工作于甲、乙类有何优点？为什么？丙类工作的放大器适宜于放
大哪些信号？
答：与甲、乙类比较，丙类工作变压器的优点在于：
（1）由于丙类工作时晶体管的导通时间短，使管子的瞬时功耗减少，因而效率得到提高。

（2）丙类工作的输出负载为并联谐振回路，具有选频滤波特性，保证了输出信号的不失真。

因此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。

4.16 试求图4.2.1a 所示电路的并联谐振回路各次谐波与基频的阻抗值之比。

已知回路的品
质因数10L
Q r
ω=
=，回路谐振于基频。

解：回路的基频阻抗为L
R Cr
∑=
，回路阻抗2
211()
1(1)
pn o n n n
L R Cr
Z L j C jQ Cr L
ωωωω∑
=
=
+-+-
各次谐波与基频的阻抗值之比为
2211(1)pn o n
Z R jQ ωω
∑
=
+-
谐波角频率与基波角频率的关系是0n n ωω=
所以10
pn
Z Q R ∑
=
=
≈=
4.17 晶体管放大器工作于临界状态，已知200R ∑=Ω，C0=90mA I ，CC 30V V =，o 90θ=。

试求o P 与c η。

解：查表知0(90)α=0.319；1(90)α=0.5，
而C0max 0=(90)=90mA C I i α， 所以得到max 09090=
=282mA (90)0.319
C i α≈
C1m max 1=(90)=2820.5=141mA C I i α⨯
电源电压提供的直流功率3
D 0901030 2.7C CC P I V W -==⨯⨯=
输出功率 22o 111
0.141200 1.9922c m P I R W ∑=
=⨯⨯= 效率 o 00c D 1.99
73.62.7
P P η=
== 4.18某一晶体管谐振功率放大器，设已知CC V =24V ，CO I =250mA ，o P =5W ，电压利用
系数ξ=0.95，试求D P 、c η、R ∑、1c m I 和θ。

解：(1)D P =CC V 0C I =24⨯250⨯103
-=6W
(2)c η=o P / D P =5/6=83.3% (3)cm V =ξCC V =0.95⨯24=22.8V
o P =212cm V R ∑ R ∑=2
2cm
o
V P =222.825⨯=52Ω
(4) o P =
1
2
1cm c m V I
1c m
I=
2
o
cm
P
V
=
25
22.8
⨯
=0.4386A=438.6mA
(5) ()
1
438.6
1.7544
250
cim
CO
I
g
I
θ===
查表得：θ=660
4.19某一3DA4高频功率晶体管的饱和临界线跨导
cr
g=0.8s 用它做成谐振功率放大器，选
定
CC
V=24V，70o
θ=，
max
C
i=2.2A，并工作于临界状态，试计算：R
∑
、
D
P、
o
P、C
P和
c
η。

答：由于工作于临界状态，其各参数的关系如图所示
由图可
max
C
i＝
cr
g()
CC cm
V U
-
CC cm
V V
-＝max
C
cr
i
g
＝
2.2
0.8
＝2.75V
cm
V＝ 2.7524 2.75
CC
V-=-＝21.25V
（1）R
∑
=
1
cm
c m
V
I
=()
max1
21.25
2.20.436
70
cm
o
C
V
iα
=
⨯
=22.15V
其中()
1
70o
α＝0.436
（2）
D
P＝
CC C
V I＝
max
CC C
V i()
70o
α＝24⨯2.2⨯0.253＝13.36W
其中()
70o
α＝0.253
（3）
o
P＝
1
1
2cm c m
V I＝
max
1
2cm C
V i()
1
70o
α＝
1
2
⨯21.25⨯2.2⨯0.436＝10.19W
（4）
C
P＝
D
P－
o
P＝3.17W
（5）
c
η＝
o
P/
D
P=76.3%
4.20 高频功率放大器的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当CC V 、
cm V 、BB V 和R ∑四个外界因素只变化其中一个因素时，功率放大器的工作状态如何变化？
解:高频功率放大器的欠压、临界、过压状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。

若A 点在max BE u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。

若A 点在动态线的延长线和max BE u 的延长线上（实际上不存在，交点在饱和区），则为过压状态。

若A 点在max BE u 线上，动态线与max BE u 交在放大区，输出幅度cm V 较小，则为欠压状态。

三种工作状态也可用图所示动态特性来区分。

其中2A 点对应于临界状态，3A 点在放大区是处于欠压状态。

而1A 点是不存在的，它对应的是进入过压状态。

4.20题图解　三种工作状态的区分
欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较小，效率也低，
除在基极调幅电路中应用外，其它应用较少。

临界状态，输出电压田头在，电流为尖顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于发射机中的输出级。

过压状态，电流为凹顶脉冲，输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随R ｐ变化小，常作为发射机的高频功率变压器的中间级应用。

改变CC V 时，CC V 由小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。

改变bm V 时，由小变大，工作状态由欠压到临界然后到过压。

改变BB V ，负向正变，工作状态由欠压到临界然后到过压。

改变R ∑时，由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。

4.21 已知集电极电流余弦脉冲max C i =100mA ，试求导通角θ=120°，θ=70°时集电极电流的直流分量CO I 和基波分量1c m I ；若cm V =0.95CC V ，求出两种情况下放大器的效率各为多少？
解：查表知()
170o α＝0.436 ()070o α＝0.253
()1120o α=0.536 ()0120o α=0.406
所以θ=120°时的()
max 0120o CO C I i α== 100×0.406=40.6mA
()1max 1120o c m C I i α==100×0.536=53.6mA
θ=70°
时的 ()max 070o CO C I i α==100×0.253=25.3mA ()1max 170o c m C I i α==100×0.436=43.6mA
若cm V =0.95CC V 导通角θ=120°时 c η＝
10001153.6
0.9562.712240.6o cm c m D CC C P V I P V I ==⨯⨯≈ 导通角θ=70°时 c η＝
10001143.60.9581.862225.3
o cm c m D CC C P V I P V I ==⨯⨯≈ 4.22 谐振功率放大器原来工作于临界状态，它的导通角θ为70o
，输出功率为3W ，效率
为60％，后来由于某种原因，性能发生变化，经实测发现效率增加到68％，而输出功率明显下降，但CC V 、cm V 、max BE υ不变，试分析原因，并计算实际输出功率和导通角
θ。

解：由题意知CC V 、c m V 、max BE υ不变，即电压利用系数ξ不变
因为效率 c η=
()11
g 2
ξθ 所以 ()o 70c η=()o
11g 702
ξ
查表知()o 1g 70=1.73，则 ξ=
()()
o
o 1270g 70c
η=20.61.73⨯=0.694 而
()c ηθ'=()11
g 2
ξθ'
()1g θ'=()2c ηθξ'=20.68
0.694
⨯=1.96
查表 O
=24θ' 由于max BE υ不变，即max C i 不变，则
o P =112cm c m V I =()max 112
cm C V i αθ
当θ=70o
，o P ＝3W ，则
()
o
max o
11270cm C P V i α==3/0.436=6.88 当c θ=24o ,()
o 124α=0.174
o P =()
o
max 11242
cm C V i α=6.88⨯0.174=1.197W
引起变化的原因是θ变化了，即()BE on V 、bm V 和BB V 在变化。

4.23谐振功率放大器原工作于欠压状态。

现在为了提高输出效率，将放大器调整到临界状态。

试问，可分别改变哪些量来实现？当改变不同的量调到临界状态时，放大器的输出功率是否都是一样大？ 解：（1）增大R ∑由欠压调整到临界，这时max C i 不变，0C I 不变，1c m I 不变，随R ∑增大输出
功率也增大。

（2）增大bm V 可由欠压调整到临界，这时max C i 随bm V 增大而增大，cos θ＝
()BE on BB
bm
V V V -随bm V 增大而减小，θ随bm V 增大而增大，()1αθ增大。

R ∑不变，1c m I ＝max C i ()1αθ随
bm V 增大而增大，则输出功率随bm V 增大而增大。

（3）增大BB V 可由欠压调到临界。

这时max C i 随BB V 增大而增大，cos θ＝
()BE on BB
bm
V V V -随
BB
V 增大减小，θ随
BB
V 增大而增大，
()
1αθ也增大，
R ∑
不变，
1c m
I ＝
max C i ()
1αθ随
BB
V 增大而增大，则输出功率随
BB
V 增大而增大。

三者的改变由欠压到临界，输出功率不会一样大。

注意：改变
BB
V 由欠压到临界，其输出功率是不变的，因此不能采用改变
BB
V 。

4.24谐振功率放大器工作于临界状态。

已知
CC V =
18V ，
cr g =
0.6 S ，
90o
θ=，若
o P =
1.8W ，
试计算D P 、C P 、c η和R ∑。

若θ减小到80o
，各量又为何值？ 解： 由于工作于临界状态，
M C I ＝cr g ()cc cm V U - ()1M 111
22
o cm c m cm C c P U I U I αθ==
()()11
2
cm cr cc cm c U g V U αθ- （1）90o c θ=，()0900.319o α=，()
1900.500o
α=
()1
1.80.6180.52
cm cm U U =
⨯⨯-⨯ 2
18120cm cm U U -+=
17.3V cm U =或0.7V cm U =（舍去）
()()M 0.61817.30.42A C cr cc cm I g V U =-=⨯-= ()
0M 0900.420.3190.134o c C I I A α==⨯= ()
1M 1900.420.5000.210o c m C I I A α==⨯= 0180.314 2.412c c P V I W ===⨯= 2.412 1.80.612c o P P P W ==-=-= / 1.8/2.41274.6%c o P P η==== 117.3
82.40.210
cm P c m U R I =
==Ω （2）80o
c θ=，()0800.268o α=，()
1800.472o α=
()1
1.80.6180.4722
cm cm U U =⨯⨯-⨯
21812.7120cm cm U U -+=
17.26V cm U =或0.74V cm U =（舍）
则 ()()M 161817.260.444C cr cc cm I g V U A =-=-= ()
0M 0800.4440.2860.127o c C I I W α==⨯= ()
1M 1800.4440.4720.209o c m C I I α==⨯= A 0180.127 2.286cc c P V I W ===⨯= 2.286 1.80.486c o P P P W ==-=-= / 1.8/2.28678.7%c o P P η==== 117.26
82.60.209
cm P c m U R I =
==Ω
4.25已知谐振功率放大电路，24V CC V =，o 5W P =。

当00C 60η=时，试计算C P 和C0I 。

若保持0P 不变，C η提高到0080，则C P 和C0I 减小为多少？ 解：由o c D P P η=
得到 5
8.33W 0.6
o D c P P η==
≈ 所以 8.335 3.33W C D o P P P =-=-= 又 C0CC D P I V =所以 C0CC 8.33
0.347224
D P I V ==≈ A 若o 5W P =，0080c η= 则 5
6.25W 0.8
o
D c
P P η=
=
≈ C0CC 6.250.2604A 24
D P I V =
=≈ 4.26 某高频谐振功率放大器工作于临界状态，输出功率为o P =15W ，且CC 24V V =，导通
角o 70C θ=。

功放管参数为：cr 1.5A /V g =，5A CM I =。

试问：
（1）直流电源提供的功率D P 、功放管的集电极损耗功率C P 、效率C η和临界负载电阻pcr R 各是多少？（注：0(70)0.253α︒=，1(70)0.436α︒=）
（2）若输入信号振幅增大一倍，功放的工作状态将如何改变？此时的输出功率约为多少？
（3）若负载电阻增大一倍，功放的工作状态将如何改变？ （4）若回路失谐，会有何危险？如何指示调谐？ 解：（1） ()
0max 07050.253 1.265A o C C I i α==⨯=
()1max 170
50.436 2.18
A o
c m C I i α==⨯=
024 1.26530.36W D CC C P V I ==⨯= 30.361515.36W C D o P P P =-=-= 15
049.4030.36
o c D P P η=
==
又 max ()C cr CC cm i g V V =- 所以 max 5
2420.67V 1.5
C cm CC cr i V V g =-
=-≈
而 212cm
o cr
V P R ∑=
于是可以得到2
2120.6714.242215cm cr o V R P ∑==≈Ω⨯ （2）若输入信号振幅增大一倍，功放的工作状态将由临界进入过压状态。

此时的输出功率基本不变，约为15W o P =。

（3）若负载电阻增大一倍，功放的工作状态也将由临界进入过压状态。

（4）若回路失谐，会有何危险
高频功率放大器只有在谐振时集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流0C I 也最小，若回路失谐，则集电极电流脉冲位移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，0C I 上升，同时输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧毁放大管。

所以回路失谐必须绝对避免；
指示调谐通常用直流电流表的指示最小或用交流电压表指示幅度最大。

4.27 高频大功率晶体管3DA4的参数为T 100MHz f =，20β=，额定输出功率o 20W P =，
临界饱和线跨导cr 0.8A/V g =，用它做成2MHz 的谐振功率放大器，选定CC 24V V =，
c 70θ=︒，Cmax =2.2A i ，并工作于临界状态。

试计算p R 、o P 、C P 、C η与D P 。

解：由C cr CE i g υ=知，当min CE CE υυ=时，max C C i i =即max min C cr CE i g υ=所以 max min 2.2A
2.75V 0.8A /V
C CE cr i g υ=
== min (24 2.75)V 21.25V cm CC CE V V υ=-=-= ()1max 170 2.20.4360.959
A o
c m C I i α==⨯≈
121.25V 22.20.959A
cm c m V R I ∑=
=≈Ω o 111
21.250.95910W 22
cm c m P V I ==⨯⨯≈
()0max 070
2.20.2530.557A o
C C I i α==⨯=
D 0240.55713.37W CC C P V I ==⨯≈ 13.3710 3.37W C D o P P P =-=-= 10
075013.37
o c D P P η==≈
4.28 试回答下列问题：
(1)利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极或集电极上时，应如何选择功放的工作状态？
(2)利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ (3)利用功放放大等幅已调的信号时，应如何选择功放的工作状态？
解：(1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极上时，功放应工作在欠压工作状态；当调制的音频信号加在集电极上时，功放应工作在过压工作状态；
(2) 利用功放放大振幅调制信号时，功放应选择欠压工作状态；
(3) 利用功放放大等幅已调的信号时，功放应选择欠压工作状态。

4.29设一谐振功率放大器的谐振回路具有理想的滤波性能，试说明它的动态线为什么是曲
线？在过压状态下集电极脉冲电流波形为什么会中间凹陷？ 解：由于谐振功率放大器的谐振回路具有理想的滤波性能，因此谐振回路上电压为余弦 波，其幅度为cm V ＝1c m e I R ，而通过谐振回路的集电极为脉冲波，显然CE υ与C i 不成正比，故描述C i 的动态线必定是曲线。

在过压状态下，晶体管进入饱和区，但由于谐振回路的选频特性，其上电压仍是基波电 压，该余弦电压进入饱和区，C i 将下降，因此过压状态下形成集电极脉冲电流中间凹陷。

4.30谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率o P ＝5W 。

已知CC V =24V ，BB V =()BE on V ，
R ∑＝53Ω，设集电极电流为余弦脉冲，即
⎩⎨
⎧≤>=00
cos max b b C C t i i υυω 试求电源供给功率D P 、集电极效率C η。

解：因为()BB BE on V V =，所以放大器工作于乙类，1c m I
因为 202
1
d 2c C I i t π
πωπ
-=
⎰ =
max 1
C i π
，1c m I ＝
2
21
cos d C
i t π
π
ωτωτπ-⎰＝max 12C i 所以 0c I 12
c m I π
=
＝276.3mA
则 D P ＝cc 0c V I =6.63W ，c η＝o P /D P =75.42%
4.31 一谐振功率放大器，设计在临界状态，经测试得输出功率o P 仅为设计值的60％，而CO
I 却略大于设计值。

试问该放大器处于何种状态？分析产生这种状态的原因？
解：R e 小，导致放大器进入欠压状态。

原因是放大器由临界状态进入欠压状态时，集
电极电流脉冲高度增大，导致1c m I 和0c I 略有增大，但cm V 因R e 而减小，结果是o P 减小，
D P 增大，c η减小。

4.32设两个谐振功率放大器具有相同的回路元件参数，它们的输出功率o P 分别为1W 和
0.6W 。

现若增大两放大器的CC V ，发现其中o P ＝1W 的放大器输出功率增加不明显，而o P ＝0.6W 放大器的输出功率增加明显，试分析其原因。

若要增大o P ＝1W 放大器的输出功率，试问还应同时采取什么措施（不考虑功率管的安全工作问题）？ 解：o P ＝1W 的放大器原工作于临界或欠压状态，增大cc V 时，放大器进入或更趋于欠压状
态，1c m I 略有增大。

因此o P 增大不明显。

为了增大输出功率就必须在增大cc V 的同时，增大R e 或BB V 或两者同时增大。

其中，R e 增大使cm V 增大，增大BB V 使1c m I 增大，它们都可使o P 增大。

o P ＝0.6W 的放大器原工作于过压状态。

增大cc V 时，放大器趋向临界状态使1c m I 迅速
增大，从而使o P 迅速增大。

4.33 高频功放中需考虑的直流馈电电路有 集电极 馈电电路和 基极 馈电电路两种。

集电极馈电电路的馈电方式有串联 和 并联 两种。

基级馈电电路的馈电方式有 分压偏置 和 自偏压两种。

对于基极馈电电路而言，通常采用 自偏压 电路来产生基极偏置电压。

4.34 试画出两级谐振功放的实际线路，要求：
(1) 两级均用NPN 型晶体管，发射极直接接地；
(2) 第一级基极前级采用互感耦合，第二级采用零偏电路；
(3) 第一级集电极馈电电路采用并联形式，第二级集电极馈电电路采用串联形式； (4) 两级间回路为T 型网络，输出回路采用∏型匹配网络，负载为天线。

解：
4.35一谐振功率放大器，已知工作频率f ＝300MHz ，负载50L R =Ω，晶体管输出容抗
025C X =-Ω，其并联的谐振电阻50e R =Ω，试设计图4.T.1所示L 型匹配网络的1C 、2C 、L 值，设网络有载品质因数15e Q =。

图4.T.1
解：将
e
R、
co
X并联阻抗转换为
e
R'、
0c
X'串联阻抗的匹配网络如图（b）所示。

因为
1
2
e
e
co
R
Q
X
'==，所以
'2
1
10
1
e
e
e
R
R
Q
'==Ω
+
，20
e e
co
co
R R
X
X
'
'==-Ω
由于
111
30
c e e co
X Q R X
'
=--=-Ω
则
1
1
1
17.68
c
C pF
X
ω
==，
2
25
e
c L
L e
R
X R
R R
'
=-=-Ω
'
-
得
2
2
1
21.22
c
C pF
X
ω
==，
1
2
70
e L
L c co
c
R R
X X X
X
'
'
=---=Ω得0.04μH
L
X
L
ω
==
（b）
4.36 谐振功率放大器电路如图4.T.2所示，试从馈电方式、基极偏置和滤波匹配网络等方面分析电路的特点。

（a）
(b)
图4.T.2 题4.36图
解：图（a ）第一级基极采用∏型匹配网络，零偏置，集电极为串联馈电∏型匹配网络，第
二级基极采用自偏压，集电极为串联馈电，输出匹配网络为Γ型。

图（b ）基极采用零偏置∏型匹配网络，集电极为并联馈电匹配网络为两级T 型。

4.37试求图4.T.3所示各传输线变压器的阻抗变换关系（i R /L R ）及相应的特性阻抗C Z 表达
式。

(a) (b) (c)
(d) (e)
图4.T.3 解：设每根传输线变压器的端电压为υ，电流为i 。

图（a ）：因为i υυ=，4i i i =，o i i =，4o υυ=
所以 4i
i i
R i i
υυ
=
=
，4o
L o
R i i υυ=
=
，1
16
i L R R = 123144
c c c i L Z Z Z R R i υ
===
==
图（b ）：因为i 2υυ=，i i i =，1
2
o υυ=，4o i i =
所以 2i R i υ= 124L R i υ
= 16i L R R =，
1182c i L Z R R i υ===，2112228
c i L Z R R i υ===
图（c ）：因为i 2υυ=，i i i =，2o i i =，o υυ=
所以 2i
i i
R i i υυ=
=
， 2o L o R i i
υυ
==， 4i L R R =， 121
22
c c i L Z Z R R ==
=
图（d ）：因为i 3υυ=，i i i =，o υυ=，3o i i =
所以 3i R i υ=
，3L R i
υ
= ，9i L R R =， 121
33
c c i L Z Z R R ===
图（e ）：因为i υυ=，3i i i =，3o υυ=，o i i = 所以 3i R i
υ=
，3L R i υ=
，1
9
i L R R =， 121
33
c c i L Z Z R R i υ
==
==，339c L i Z R R i υ=== 4.38图4.T.4所示为用传输线变压器构成的魔T 混合网络，试分析工作原理。

已知L R =50Ω,
试指出i R 、1R 、2R 、3R 的阻值。

图4.T.4
解：13~r r T T 均为魔T 混合同相功率合成网络，4r T 为1:4传输线变压器。

4r T 输入端呈现电阻41
12.254
i L R R =
=Ω，这个电阻就是混合网络3r T C 端呈现的电阻3c R ，而3R 即为接在3r T D D -端的电阻。

因此，根据隔离条件33450c R R ==Ω，同理混合网络1r T 和2r T 的C 端呈现的电阻123225c c c R R R ===Ω。

所以 1224100c R R R ===Ω，11
502
i R R =
=Ω 4.40图4.T.5所示为工作在（2～30）MHz 频段上、输出功率为50W 的反相功率合成电路，
试指出各传输线变压器的功能及1r T 、2r T 、3r T 、4r T 、5r T 的特性阻抗，并估算功率晶体管输入阻抗和集电极等效负载阻抗。

图中1L 、2L 的作用不予考虑。

图4.T.5
解：（1）1Tr 为不平衡－平衡变换器，c1Z =50Ω。

23Tr Tr 、为9：1阻抗变换器，4Tr 为平衡－不平衡变换器，5Tr 为1：4阻抗变化器。

6Tr 为反相功率分配器（D 端输入。

A 、B 端获反相等功率输出），7Tr 为反相功率合成器（A 、B 端输入反相等功率，在D 端得到合成输出）。

（2）1Tr 输出端呈现的电阻为50Ω，经9：1阻抗变化器后的电阻为50/9=5.6Ω，因此晶体管12T T 、的输入电阻均为2.8Ω。

i1i2L 111
==50 2.8229
R R R =⨯=Ω
（3）晶体管12T T 、的集电极等效负载阻抗为7Tr 为反相功率合成器A 、B 的负载，即 输出负载为50Ω。

经4Tr 和5Tr 变换后的电阻为50Ω/4 =12.5，因此，12T T 、管的输出负载电阻均为6.25Ω
A B C D 44111
==212.52 6.25222
C R R R R Z R =
==⨯==Ω （4）1
5Tr Tr 的特性阻抗
T r4的特性阻抗为c1Z = 50Ω，T r4的输入阻抗为12.5Ω所以c4Z =12.5Ω， T r4的特性阻抗为c5L 11
Z 502522
R =
=⨯=Ω i c2c3L 50Z =Z =
=3=
=16.7i
33
R R υ
=Ω 4.41为了使输出电流最大，二倍频的最佳导通角θ= 60 ，三倍频的最佳导通角θ= 40 。

4.42丁类功放中的晶体管工作在 开关 状态，其效率 高于 丙类功放的效率。

理想情况
下丁类功放的效率η= 100％ 。

丁类功放有 电压开关 型和 电流开关型两种基本
电路。