高频电子线路之高放2

2
Re
Re
1 （匹配条件） 1 Q12
rA 如果 ，即rA , Re ，又使rL ，所以Q1 Re 但第一级的Q1不会无限变大的。
第3章 高频谐振功率放大器
三、T型网络 ㈠电路原理图 ㈡计算 已知rA，Re和w，分别求出XS1、XS2和XP。 方法：把T型网络分解成两个倒L型网络。先求第一级， 再求第二级。 ㈢讨论 1. 必须满足 Re (1 Q1 ) 1 0，即 Re 1 （匹配条件）
2
rA
rA
1 Q12
所以实际应用中，用 和T型网络较多。
2. L型网络不太适应调整参数，一般T型网络作中间级耦 合， 型低通在输出电路中应用较多。
第3章 高频谐振功率放大器
例 已知某电阻性负载为10Ω，请设计一个匹配网络， 使该负载在20MHz时转换为50Ω。 如负载由10Ω电阻和 0.2μH电感串联组成，又该怎样设计匹配网络? 解：由题意可知，匹配网络应使负载值增大，可采用倒 L型网络。 如负载为10Ω电阻和0.2 μH电感相串联，在相同要 求下的设计步骤如下：
第3章 高频谐振功率放大器
㈢讨论 1. 型网络匹配rA、Re时，需给出Q1，既实现阻抗变换， 还可保证一定滤波功能。 Qe1 Qe 2 2. k k1 k 2，其中k1 1 ,k 2 1 Q01 Q02 3.必须满足 rA (1 Q1 ) 1 0，即 rA
第3章 高频谐振功率放大器
由1560pF和318pF两个电容组成的倒L型匹配网络即为 所求，如图例1.3(b)虚线框内所示。这是因为负载电感 量太大， 需要用一个电容来适当抵消部分电感量。在 20MHz处，1560 pF电容和0.2μH电感串联后的等效电抗 值与(a)图中的0.16μH电感的电抗值相等。
第3章 高频谐振功率放大器
⑵滤波性要好，抑制工作频率范围以外的不需要频率。 ⑶要保证放大器传输到负载的功率最大，即要求网络的传 输效率 尽可能接近1。 ⑷结构要求尽可能的简单。 类型：有L型， 型，T型，双回路和多级耦合网络等。 回路基础：串、并联回路的互换。 一、倒L型网络 ㈠电路原理图 按照电感和电容接在串臂或并臂的不同分为高通型和低 通型两种。当电感L接在并臂上，是高通型；电容C接在并 臂上是低通型。 ㈡计算 已知rA，Re和w，分别求串联电路和并联电路的L、C。
第3章 高频谐振功率放大器
一、串联馈电 书第95页图2－3－1a，图中的高频扼流圈Lc和高频短路电 容Cc的作用在于阻止高次谐波流过直流电源并为其提供短 路通道, 以免高次谐波影响直流电源的稳压性能。 1.满足构成法则 对IC0m，回路上只经过VCC；对IC1m，回路上LC谐振，无 电阻；对Icn，回路上LC处于失谐状态。
第3章 高频谐振功率放大器
3.5 谐振功率放大器电路
谐振功率放大器电路包括集电极馈电电路、基极馈 电电路和匹配网络等，下面分别加以叙述 3.5.1 各极馈电电路的构成法则——满足条件
一、集电极电路
iC IC 0m IC1m cost [ IC 2m cos2t ... ICnm cosnt ...]
前言： 对于晶体管，Cb’c在f<0.5f 时，可以忽略其对电 路的影响。 高频中：f<0.5f 我们叫其为低频区，这是一个相 对的称呼。 按功放工作频率相对于fT划分区域可分为： f<0.5f 低频区，忽略所有电抗的影响 0.5f <f<0.2fT 中频区，只考虑容抗 0.2fT <f 高频区，考虑全部电抗的影响 下面定性分析频率对晶体管功放的影响
Po1 1( ) 2 Po3 3( ) 1 Pon n( ) 1 ...... Po1 1( ) 3 Po1 1( ) n
4l Le 0.1971 2.3Lg 0.75) 109 ( d Vb ' e Vb ieLe
Le
相当于射极引入一个反馈，使Vb’e下降，从而使Po下 降，即功放管增益下降。为了减小引线电感，除了改进 晶体管结构外，在电路安装时应尽量缩短管外引线，尤 其时公共端对地的引线，以免使功放管增益下降，或产 生不需要的反馈和使工作不稳定。
为了尽可能的将直流能量转换成高频能量，馈电线 路应满足： 1.管外电路尽可能无电阻，即IC0m流过直流源VCC，电源 给出能量。
第3章 高频谐振功率放大器
2.IC1m通道：管外电路除谐振回路外无电阻，IC1m流过 回路，得到高频能量。 3.Icnm通道：管外电路短路无电阻， Icnm流过回路不产 生压降，不产生高频输出。 二、基极电路 1.VBB加在B、E极之间，通路中无损耗。 2.Vb（t）加在B、E极之间，通路中无损耗。 3.5.2 集电极馈电电路 馈电电路分串馈和并馈两种。 串馈是指直流电源，晶体管和负载三部分在电路形式上串联。 并馈是指直流电源，晶体管和负载三部分在电路形式上并联。 但无论哪种电路形式, 直流偏压与交流电压总是串联迭加 的。
第3章 高频谐振功率放大器
例：1.T用NPN管 2.集电极串联馈电 3.采用基极自给偏置电路 4.基极采用并联馈电电路
5.电源电压VCC为24V。
第3章 高频谐振功率放大器
3.5.4 匹配网络 引言 为了使谐振功放的输入端能够从信号源或前级功放 得到有效的功率, 输出端能够向负载输出不失真的最大 功率或满足后级功放的要求,在谐振功放的输入和输出 端必须加上匹配网络。 匹配网络的作用是在所要求的信号频带内进行有效 的阻抗变换(根据实际需要使功放工作在临界点、 过压 区或欠压区), 并充分滤除无用的杂散信号。 匹配网络是介于末级放大器于实际负载之间的耦合 回路，一般要达到如下要求： ⑴将外接负载RL变换为放大管所要求的负载Re，以保证 放大器高效率的输出所需的功率。
低通型：低 Qe(n 2 1)
小结： 1.rA，Re确定后，Qe值不可调。 2.滤波度和效率之间存在矛盾。所以Qe值一般取5～10。 二、 型网络 ㈠电路原理图 按照电感和电容接在串臂或并臂的不同可有四种类型。 ㈡计算 已知rA，Re和w，以a图为例，分别求出L、C1和C2。 方法：把 型网络分解成两个倒L型网络。先求第一级， 再求第二级。
显然，工作频率越高，渡越角越大
第3章 高频谐振功率放大器
2.低频时： ie，ib和ic三者变化是一致的。
第3章 高频谐振功率放大器
3.高频时：
射极电流会产生一个负的拖尾（反向脉冲），相 应集电极电流滞后，通角变大，导致效率降低。
。降 率功入输致导，大增m1b使，加增度幅冲脉向正bi 下 I 。降 率功出输致导，小减m1cI ，低降度幅冲脉ci 下 使
1 1 2.容抗 Re，很小，可近似为短路。 Cc 50 感抗 Lc 10 Re ，很大，可近似为开路。
3.优点：LC与CC处于高频地电位，它们的分布电容不影 响回路的谐振频率。 缺点：LC回路处于直流高电位，不能接地，安装调整 不方便。
第3章 高频谐振功率放大器
二、并联馈电 图见书95页图2－3－1（b） 图中Lc为高频扼流圈，Cc1为隔直流电容，Cc1为电 源滤波电容。 1.满足构成法则 2.容抗 1 1 Re，很小，可近似为短路。 Cc 50 感抗 Lc 10 Re ，很大，可近似为开路。 3.优点：回路处于直流地电位, L、C元件可接地, 故安装 调整方便。 缺点：Lc和Cc1不处于高频地电位,并接在回路上，承 受较高的交流电压，所以 它们对地的分布电容 直接影响回路的谐振频率。 注：以上两种电路均满足 VCE VCC VCm cos t
第3章 高频谐振功率放大器
第3章 高频谐振功率放大器
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

引言 丙类谐振功率放大器的基本原理 丙类功放的性能分析 晶体管功放的高频特性 谐振功率放大器电路 倍频器 功率合成技术来自第3章 高频谐振功率放大器
3.4 晶体管功放的高频特性
㈣滤波度（越大越好） 量的蓓数。
定义：负载支路中的谐波电流含量小于集电极内谐波含
ICnm n IC 1 m
IAnm : 负载支路谐电流幅值 IAm : 负载支路基电流幅值
IAnm IAm
ICnm : 集电极谐电流幅值 IC1m : 集电极基电流幅值
第3章 高频谐振功率放大器
对于（a）（b）两种电路： 1 所以低通型优越高通型。 高通型：高 Qe(1 n 2 )
第3章 高频谐振功率放大器
㈢倒L网络的效率
在L、C均为理想时， 100 ％，但要考虑 、C的损耗电阻。 L 假设损耗电阻为 ，与rA串联 r 1 2 1 I r I 2 rA Pr PA 2 2 PA r r k 1 1 Pout r rA rA L L Qe Q0 ，Qe ， k 1 r rA Q0 Pout
第3章 高频谐振功率放大器
3.5.3 基极馈电电路 1.馈电电路也分为串馈和并馈两种。 2.在集电极馈电电路上，是用VCC这个电源供电，但在基极 上一般采用自给式偏置和分压式偏置。 ⑴分压式偏置电路，书第96页图2－3－2（a） ⑵自给式偏置：VBB由自偏提供，而不用直流电源。 书第96页图2－3－2（b）与（c），有基极自给偏置， 射极自给偏置，组合偏置和零偏置四种形式。 自给偏置效应：偏置电压随输入信号电压振幅而变化的效 应。 在无输入信号时, 自给偏压电路的偏置为零。 随着输 入信号的逐渐增大, 加在晶体管be结之间的偏置电压向负 值方向增大。
第3章 高频谐振功率放大器
一、基区内非平衡少子的影响
1.平均渡越时间 在基区内，非平衡少子自发射集到集电极所需要的时间叫 渡越时间。 0
1 2fT
平均渡越角：
例： 0 1 ，如果fT 159.23MHz，可求得： 2fT
1 0 0.001S 2fT 1 当f工作 1MHz时，T 1S 1000 0， 2f 0 0.36o f 1 而当f工作 100MHz时，T 10 0， 2f 0 36o f