第五章高频功率放大器
高频电子线路(第五章 高频功率放大器)
高频功率放大器和低频功率放大器的共同 特点都是输出功率大和效率高。
7
（3）高频功率放大器的种类
谐振功率放大器（学习重点）
特点是负载是一个谐振回路，功率放大增益可
以很大，一般用于末级； 不易于自动调谐。
宽带功率放大器（了解即可）
特点是负载是传输线变压器，可在很宽的频带
工作状态 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类 半导通角 c=180° c=90° 90° ＜c＜180° c＜90° 开关状态 理想效率 50% 78.5% 50%＜h＜78.5% h＞78.5% 负 载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路 应 用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
90%~100%
由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振 荡。当补充的能量与消耗的能量相等时，电路中就建立起 动态平衡，因而维持了等幅的正弦波振荡。
34
问题二：半流通角θc通常多大合适?
如果θc取值过大，趋向甲类放大器，则效率 太低； 如果θc取值过小，效率虽然提高了，但输出 功率的绝对值太小（因为iC脉冲太低）； 这是一对矛盾，根据实验折中，人们通常 取
gC (vB VBZ )(当vB VBZ )
外部电路关系：
vB VBB Vbm cos t
v C V CC V cm cos t
31
（4）对2个问题的解释
问题一（可能会引起同学们困惑的问题）
为什么iC的波形时有时无,而输出的波形vo却能
是连续的?
问题二（有的题目已知条件不给θc,而解题 中又需要θc ）
通过LC回路,滤去无用分量，只留下 Icm1cosωt分量
第五章 高频功率放大器
根据晶体管的转移特性曲线可得： ic
ic
转移
V bm cosc=V BB+V B Z
特性
故得：
cosc
VBBVBZ Vbm
必须强调指出：
集电极电流ic虽然是脉 冲状，但由于谐振回路
ic max
理想化
–V BB
t
–c o VBZ o
+c
vBE –c o +c vc
V bm
的这种滤波作用，仍然 能得到正弦波形的输出。
相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负 载均为谐振回路。
不同之处：激励信号幅度大小不同； 放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。
ic
ic
ic
ic
Q
o
V BE o
t
小信号谐振放大器t
波形图
t
o
V BE
o
t
V B Z 谐振功率放大器t 波形图
t
ic
ic
Q
o
vb o e
2c
t
小信号谐振放大器 波形图
理想效率
50% 78.5% 50%＜＜78.5% ＞78.5% 90%~100%
负载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路
应用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路
谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号,其 工作状态通常选为丙类工作状态(c＜90)，为了 不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。
率的。
如何减小集电极耗散功率Pc
晶体管集电极平均耗散功率：
1 T
T
0 ic vCEdt
Chapter5 高频功率放大器v1.0解析
故放大器效率：
Po Po c P Po Pc
21
第五章
高频功率放大器
高频电子线路
两点结论：
1）设法尽量降低集电极耗散功率Pc，则放大器效率c 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；
2） 由式
c Po 1 Pc c
ic ic
Q
o
eb
o
t
o振放大器波形图 t
5
t
高频功率放大器波形图
第五章
高频功率放大器
高频电子线路
高频功率放大器与非谐振功率放大器的对比
相同点： ①输出功率大， ②输出效率高。
功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能 量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率。
不同点：
谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度 只有其中心频率的1%或更小)，其工作状态通常选为丙类工作 状态(导通角c＜90)，为了不失真的放大信号，它的负载必 须是谐振回路
非谐振放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器。 低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或乙类工 作状态；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。
π
sin c c cos c I cM o ( c ) π(1 cos c )
I c1m
cos t cos c 1 c ic cosωt dt I cM costdt π π c (1 cos c )
π
I cM
c sin c cos c I cM 1 ( c ) π(1 cos c )
第5章 高频功率放大器
L3
14～ 150pF L1
50 C1 C2 90～ 400 pF
V Lb
L2 Ec
＋ 13.5 V
C332～ 250 pF
C342～
50 250 pF
(a)
50 5～ 30 pF
(3 ─ 30)
Le
=
0.1971(2.3Lg
4l d
−
0.75)
10−9
(3 ─ 31)
5.4 高频功率放大器的实际线路
5.5.1 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面 结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、 Lb的应 用方法。 图3 ─ 25是集电极馈电线路的两种形式: 串联馈电 线路和并联馈电线路。 图 3 ─ 25(b) 中晶体管、 电源、 谐振回路三者是并联连接的, 故称为并联馈电线路。
L1
C1
C2 5～ 33pF
C3 15 pF
C4
L3
V
R101 0
k C5
R2 110 k
L2 ED
C6 15 pF
5～ 33 pF
50
C8 C7 5～ 33 pF
EG (b)
图 3 ─ 31 (a) 50 MHz谐振功放电路;
(b) 175 MHz谐振功放电路
5.5 高频功放、功率合成与射频
模块放大器
R1
R2
(a)
(b)
(c)
图 3 ─ 27几种常见的LC (a) L型; (b) T型; (c) Π型
对于L —I型网络有
Chap05_高频功率放大器
高频电子电路主讲：朱家富 重庆文理学院电子电气工程学院第五章 高频功率放大器 主要内容： ¾ 概述 ¾ 谐振功率放大器的工作原理 ¾ 晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 ¾ 晶体管功率放大器的高频特性 ¾ 高频功率放大器的电路组成 ¾ 丁类(D类)功率放大器 ¾ 戊类(E类)功率放大器 ¾ 宽带高频功率放大器 ¾ 功率合成器 ¾ 晶体管倍频器《高频电子电路》 重庆文理学院 主讲：朱家富P2功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。
三种组态的基本放大电路CE 电压增益： − β ⋅ ( Rc // RL ) >> 1rbeCC(1 + β ) ⋅ ( Re // RL ) ≈1 rbe + (1 + β )( Re // RL )CBβ ⋅ ( Rc // RL )rbe >> 1电流增益：《高频电子电路》β重庆文理学院β+1主讲：朱家富αP31. 功率放大电路的主要特点 ⑴ 允许轻微非线性波形失真。
输出功率Vom I om 1 Po = × = Vom I om 2 2 2要想Po大，应使Vom 和Iom都要大。
《高频电子电路》 重庆文理学院ΔABQ 功率三角形主讲：朱家富P4⑵ 管子工作在接近极限状态。
《高频电子电路》重庆文理学院主讲：朱家富P52. 要解决的问题) 提高输出功率 ) 减小失真（线性度） ) 管子的保护 ) 提高效率Po Po 输出功率 η= = = 直流电源提供的直流功率 P= PDC《高频电子电路》 重庆文理学院 主讲：朱家富P63. 提高效率的途径Po 输出功率 Po η= = = 直流电源提供的直流功 率 P= Po + PTP= ( 直流电源功率 ) = Po (交流功率 ) + PT ( 直流功耗 )1 P= = T∫T 0VCC ⋅ i C d tvi= 0 vi= V0sinωt) 降低静态功耗，即减小静态电流。
课件高频功率放大器ppt
放大器由输入级、输出级和中间级 组成，其中输入级和输出级是关键 部分，直接影响放大器的性能。
高频放大器的特殊问题
01
02
03
频率响应
高频信号的频率较高，因 此高频放大器的频率响应 需要足够宽，以适应不同 频率的信号放大。
相位失真
由于高频信号的频率较高， 相位失真成为高频放大器 的一个重要问题，需要采 取措施进行补偿。
噪声系数是指放大器输出端的信噪比与输 入端的信噪比之比，是衡量放大器噪声性 能的重要指标。
动态范围是指放大器在保证一定信噪比的 前提下，能够放大的信号的最大幅度范围 ，是衡量放大器适应能力的重要指标。
03 电路分析
晶体管放大电路
01
晶体管放大电路的基本原理
晶体管放大电路利用晶体管的放大效应，将微弱的电信号放大成较强的
利用人工智能和机器学习技术 对高频功率放大器进行智能控 制和优化，提高其自适应能力 和稳定性。
多模多频段技术
研究多模多频段的高频功率放 大器，以满足不同通信标准和
频段的需求。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高频功率放大器用于放大雷达发射的信号，提高雷达对目标的
探测能力。
距离测量
02
通过测量发射信号与接收回波的时间差，高频功率放大器有助
于提高雷达的距离测量精度。
速度测量
03
利用多普勒效应原理，高频功率放大器有助于提高雷达的速度
测量精度。ຫໍສະໝຸດ 音频处理系统中的应用1 2
音频放大
高频功率放大器用于放大音频信号，提供足够的 功率以驱动扬声器或其他音频输出设备。
应用场景
通信领域
高频功率放大器广泛应用于通信领域，如移动通信、卫星通信、光纤 通信等，用于信号的传输和放大。
第章高频功率放大器
第一章高频功率放大器概述高频功率放大器是一种专用放大器，主要用于放大高频信号以改善信号传输和处理的效果。
高频信号在传输过程中容易受到噪声和信号衰减等影响，因此需要使用高质量的放大器来解决这些问题。
高频功率放大器通常用于广播、通信、雷达和医学设备等领域。
在这些应用场合中，高频信号需要被放大到足够高的水平以保证其正常工作。
然而高频信号的放大并不是一件简单的事情，因为高频信号具有特别的特性，需要专门的技术和设备才能处理。
第二章高频功率放大器的原理高频功率放大器的工作原理类似于普通放大器，但它需要更多的细节和技巧。
以下是高频功率放大器的工作原理。
2.1 放大器基本原理放大器的基本原理是将输入信号增加到一个可控范围内的输出信号。
在高频功率放大器中，输入信号是原始高频信号，输出信号是经过放大和处理后的高频信号。
在放大器中，晶体管是主要的放大器元件，因为它们以高速工作，且具有稳定的放大特性。
2.2 高频功率放大器的原理高频功率放大器的原理类似于普通放大器的原理，主要包括功率放大和线性放大两种模式。
功率放大模式将输入信号的强度直接放大到最大，保证输出信号的功率尽可能大。
这种模式下的放大器通常用于发射机和雷达等应用场合。
线性放大模式将输入信号的强度放大到一个可以被处理的范围内，以保持输出信号的线性特性。
这种模式下的放大器通常用于接收机和信号处理器等领域。
第三章高频功率放大器的性能指标高频功率放大器的性能指标是衡量其性能和质量的标准，以下是几个常见的指标：3.1 频率响应频率响应表示放大器对于不同频率的输入信号的响应能力，它直接影响着信号的传输和处理效果。
3.2 增益增益表示输出信号与输入信号之间的增加比例，越高的增益意味着越大的信号输出。
3.3 噪声系数噪声系数是指输入信号和输出信号之间的信噪比，噪声越小，信噪比越高，放大器的效果就越好。
3.4 带宽带宽是指在特定的频率范围内，放大器能够保持其放大性能的能力，带宽越宽，放大器的应用范围就越广。
第五章高频功率放大器习题答案
第五章 高频功率放大器一、简答题1．什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提出哪些主要要求？为什么高频功放一般在B 类、C 类状态下工作？为什么通常采用谐振回路作负载？ 答：高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频信号能量的放大电路，其主要功能是放大放大高频信号功率，具有比较高的输出功率和效率。
对它的基本要求是有选频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高、所以为了提高效率，一般选择在B 或C 类下工作，但此时的集电极电流是一个余弦脉冲，因此必须用谐振电路做负载，才能得到所需频率的正弦高频信号。
2．已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在此过程中集电极输出功率如何变化？ 解：可以通过采取以下措施1）减小激励Ub ，集电极电流Ic1和电压振幅UC 基本不变，输出功率和效率基本不变。
2）增大基极的负向偏置电压，集电极电流Ic1和电压振幅UC 基本不变，输出功率和效率基本不变。
3）减小负载电阻RL ，集电极电流Ic1增大，IC0也增大，但电压振幅UC 减小不大，因此输出功率上升。
4）增大集电极电源电压，Ic1、IC0和UC 增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。
3．丙类功率放大器为什么要用谐振回路作为负载？解：利用谐振回路的选频作用，可以将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出余弦电压。
同时，谐振回路还可以将含有电抗分量的外接负载转换为谐振电阻P R ，而且调节A L 和A C 还能保持回路谐振时使P R 等于放大管所需要的集电极负载值，实现阻抗匹配。
因此，在谐振功率放大器中，谐振回路起到了选频和匹配的双重作用。
4． 改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。
解：改正后二、计算题 1.已知集电极电流余弦脉冲max 100mA C i =，试求通角120θ=︒，70θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量c m I ；CC 0.95cm U V =，求出两种情况下放大器的效率各为多少？解： (1) 120θ=︒，0()0.406αθ=，1()0.536αθ=(2) 70θ=︒，0()0.253αθ=，1()0.436αθ=2.已知谐振功率放大器的CC 24V V =，C0250mA I =，5W o P =，cm CC 0.9U V =，试求该放大器的D P 、C P 、C η以及c1m I 、max C i 、θ。
高频功率放大器原理
高频功率放大器原理
高频功率放大器是一种电子设备，用于将射频信号的功率放大到更高的水平。
其原理是通过增加输入信号的幅度，使其达到更高的功率输出。
高频功率放大器通常由多个级联的放大器组成，每个级别都能增加信号的幅度。
高频功率放大器的核心组件是晶体管或管子，它们具有高增益和较高的功率处理能力。
晶体管工作在饱和区，充分利用其线性增益特性。
信号经过输入阻抗匹配网络后进入晶体管的基极或栅极，然后通过晶体管的放大作用，输出到负载上。
高频放大器在输入和输出之间应用匹配网络，以确保最大功率传递。
这些匹配网络通常由L型或π型网络组成，通过调整电感和电容的参数来实现阻抗匹配。
匹配网络的设计要求与输入和输出负载的特性相匹配，以确保最大功率传输和信号衰减的最小化。
此外，高频功率放大器还需要提供稳定的偏置电路，以确保晶体管在稳定的工作条件下工作。
偏置电路通常由电阻和电容组成，它们用来提供适当的偏置电压和电流，以保持晶体管的工作在稳定的线性增益区。
总的来说，高频功率放大器通过级联的放大器和匹配网络，将输入信号的功率放大到更高的水平。
它在无线通信、雷达、卫星通信等高频应用中起着至关重要的作用。
高频功率放大器教学课件
输入级通常采用晶体管或场效应 管作为放大元件，通过合理的设 计和匹配电路，实现信号的线性
放大。
输入级的性能对整个高频功率放 大器的性能具有重要影响，需要 关注其增益、线性度、噪声系数
等指标。
输出级
输出级是高频功率放大器的最 后一级，主要作用是将信号进 一步放大并输出。
输出级通常采用功率晶体管或 场效应管，通过适当的电路设 计和匹配，实现高效率、低失 真的信号输出。
由于高频功率放大器在工作过程中会产生大量热量，散热设计至 关重要，否则会影响放大器性能和稳定性。
散热方式
包括自然散热、强制风冷、液冷等，根据实际需求和环境条件选择 合适的散热方式。
散热结构设计
合理设计散热结构，如散热片、散热通道等，提高散热效率，降低 热阻。
05 高频功率放大器的应用实 例
无线通信系统中的应用
VS
详细描述
动态范围是指高频功率放大器在保证一定 信噪比（SNR）条件下，能够接收和放大 的最小信号与最大信号之间的比值。动态 范围越大，高频功率放大器的接收灵敏度 和抗干扰能力越强。在无线通信、卫星通 信等领域，动态范围是一个关键的性能指 标。
04 高频功率放大器的设计方 法
匹配网络设计
01
02
总结词
增益是衡量高频功率放大器放大信号能力的指标。
详细描述
增益是指高频功率放大器输出信号的幅度与输入信号幅度的比值，通常用分贝（ dB）表示。增益反映了放大器对信号的放大能力，是高频功率放大器的重要性能 指标。
效率Βιβλιοθήκη 总结词效率是衡量高频功率放大器能量转换能力的指标。
详细描述
效率是指高频功率放大器的输出功率与输入功率的比值。高效的放大器能够将更多的电能转换为信号能量，减少 能源浪费和散热问题。效率对于高频功率放大器的性能和可靠性具有重要意义。
g第五章高频功率放大器
5.2.2 工作原理分析
1.功率放大器的作用原理： 利用输入到基级的信号，来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流信
号功率输出出去。
-V
• BB C
•
-V BZ
C
V bm
V
BE C C
V b
尖 顶 余 弦 脉 冲 的 数 学 表 达 式
2.集电极电流ic
ic
icm
costcosc ax 1cosc
若 对 ic分 解 为 付 里 叶 级 数 为 ：
i c I c 0 I c 1 c m t o I c 2 c m s2 o t I s cc m n o n t s
gcVbmcostVbmcosc
i
i
gcVbm costcosc
c
c
•
g
又 当 t 0 时 ， i c m g c V a b 1 x m c c os C
i
cmax
gcVb
m
icm a x
1cosc
代入ic 有：
ic
icm
costcosc ax 1cosc
2)工作在丙类状态会伴随严重的失真问题; 3)重点解决失真与效率问题； 4)采用谐振负载解决失真。
5.1.3 高频功放的技术指标和分析方法 技术指标：
功率与效率
分析方法：
放大器处于非线性工作状态，高频小信号谐振放大器的一套线性模型在这里 已完全不能用，只能用图解法或折线近似分析法来分析功率放大器。
高频电子线路 第五章_高频功率放大器_第五版.
– + VBB
故晶体管的转移特性曲线： Vbm cosθc VBB VBZ 第二节 故得： cosθc
ic 转移 特性 ic max –VBB +c o – c Vbm
m
VBB VBZ Vbm
ic
理想化 o VBZ eb vb –c o +c
t
VBmax
t
谐振功率放大器各部分的电压与电 流的波形图 第二节
二、集电极余弦电流脉冲的分解 第三节 当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状 态的集电极电流脉冲是尖顶余弦脉冲。适用 于欠压或临界状态。
晶体管的内部特性为：ic gc (eb VBZ ) 它的外部电路关系式 eb VBB Vbm cosωt
ec VCC Vcm cosωt ic gc (VBB Vbm cosωt VBZ )
R
2 LC 1，于是上式化简为： 到
– + VBB
ZP nω
第二节
n QL p jp 2 1 n 1 Q jnC nL nC n ZP ω j 2 n 1 Q
2 2
nL
ZP nω 绝对值与基频谐振阻抗的比值等于：ZP ω
VCC ec eb VBB Vbm Vcm
而晶体管的内部电流电压关系式为 ic gc (eb VBZ )
得出在ic~ ec坐标平面上的动态特性曲线方程：
(VCC ec ) i c g c VBB Vbm VBZ Vcm Vbm VbmVCC VBZVcm VBBVcm gc V ec V bm cm
第二节
谐振功率放大器的工作原理
高频功率放大器的原理
高频功率放大器的原理
高频功率放大器是一种电子器件，用于放大高频信号的功率。
它的工作原理基于晶体管的放大特性和放大原理。
晶体管是一种半导体器件，具有放大信号的能力。
高频功率放大器中通常采用的晶体管是场效应管（FET）或双极性晶体管（BJT）。
这些晶体管具有不同的构造和工作方式，但都可以用于高频功率放大器的设计。
在高频功率放大器中，输入信号被放大器的输入电路接收。
输入电路通常包括一个匹配网络，以确保输入信号能够有效传递到晶体管。
接下来，输入信号被传输到晶体管的控制电极，如场效应管的栅极或双极性晶体管的基极。
当输入信号到达控制电极时，晶体管的工作会受到控制，从而导致电流或电压的变化。
这个变化会在晶体管中产生一个放大的输出信号。
输出信号可以通过一个匹配网络传递到负载电阻或其他外部电路中。
为了实现高频功率放大，放大器中的晶体管需要满足一些特殊要求。
首先，晶体管需要具有高增益和宽带宽，以确保放大器在高频范围内能够有效工作。
其次，晶体管需要具有较低的噪声系数，以避免在放大过程中引入额外的噪声。
除了晶体管，高频功率放大器中还包括其他组件，如电容器、电感器和电阻器等。
这些组件用于构建输入和输出匹配网络、稳定电路工作和控制电流等。
总之，高频功率放大器通过晶体管的放大特性实现对高频信号的功率放大。
它在通信、雷达、无线电和广播等领域有着广泛的应用。
《高频功率放大器,》课件
包括功率增益、频率响应、效率、非线性失真等。
高频功率放大器端、输出端和放大元 件，如晶体管、MOSFET等。
放大器的工作原理
通过提供电流或电压信号来放 大输入信号。
高频功率放大器的特殊工 作方式
如开关型放大器和级联放大器。
高频功率放大器的分类
《高频功率放大器》PPT 课件
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备。本课件将介绍高频功 率放大器的概念、应用领域、工作原理、分类、设计、仿真测试以及未来发 展趋势。
简介
什么是高频功率放大器?
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备，可以提供高功率输出。
高频功率放大器的应用领域
广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信和无线电传输等领域。
放大器电路的优化设计
通过仿真和实验优化设计参数以提高性 能。
高频功率放大器的仿真与测试
仿真工具的选择
如SPICE仿真等，用于验证和优 化电路设计。
电路仿真的常用方法
如频率响应分析、时域响应分 析等。
高频功率放大器的测试方 法
如功率输出测试、谐波失真测 试等。
高频功率放大器的发展趋势
技术趋势
如宽带化、尺寸缩小等，提高性 能和便携性。
市场需求
如5G通信、物联网等领域的快速 发展。
未来发展方向
如高效能耗比、多模块设计等。
结论
1 高频功率放大器的重 2 高频功率放大器的应 3 高频功率放大器的挑
要性
用前景
战与机遇
在现代通信领域中起到至 关重要的作用。
随着相关技术的发展，将 会有更广泛的应用。
如热管理、高频干扰等。
按频段分类
如射频功率放大器、微波功 率放大器等。
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(c)甲乙类 class-AB amplifier
(d)丙类 class-C amplifier
《高 高频 频电 电子 子线 线路 路》 》（ （第 第五 五版 版） ）张 张肃 肃文 文主 主编 编 高 高等 等教 教育 育出 出版 版社 社 《
三、高频功率放大电路的分类 1、按电流流通角分： 甲类、甲乙类、乙类、丙类
《高 高频 频电 电子 子线 线路 路》 》（ （第 第五 五版 版） ）张 张肃 肃文 文主 主编 编 高 高等 等教 教育 育出 出版 版社 社 《
设：P==直流电源供给的直流功率
P0=交流输出信号功率
PC=集电极耗散功率
P ==P0 +PC 根据能量守恒定律有：
结论：
集电极效率： c
下面分析基波分量Icm1、集电极效率ηc和输出功率Po随通角 c变化的情况，从而选择合适的工作状态。
0 ( c )
sin c c cos c π(1 cos c )
cos c sin c 1 ( c ) c π(1 cos c )
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
V BZ V BB V bm cos c
《高 高频 频电 电子 子线 线路 路》 》（ （第 第五 五版 版） ）张 张肃 肃文 文主 主编 编 高 高等 等教 教育 育出 出版 版社 社 《
电路正常工作（丙类、谐振）时， 外部电路关系式： v BE VBB Vbm cos t
当电流流通角小于1800时，即为丙类工作状态。如上图示。
t
《高 高频 频电 电子 子线 线路 路》 》（ （第 第五 五版 版） ）张 张肃 肃文 文主 主编 编 高 高等 等教 教育 育出 出版 版社 社 《
vCE
V cm
vCE
v CE VCC Vcm cos t
ic maxCE min 0 c V BZ
=gcVbm (cosωt–cos c) 当t= c时，iC= 0
cos c VBB VBZ Vbm
V bm
v BE VBB Vbm cos t
iC iCmax cos t cos c 1 cos c
t
当t=0时，iC= iC max = gcVbm(1–cos c) 取决于脉冲高度iC max与通角c
v BE VBB Vbm cos t
或电压 电流 iC
v
V CC
iC v bE max
t
cos c
V BZ VBB Vbm
V BB －
vBE
V bm
在ΘC角的选择 上，输出功率与 1 T Pc i C v CE d t 集电极效率之间 T 0 存在矛盾，一般 1. iC 与vBE同相，与vCE反相； 取ΘC=700 2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
ic gc v B
v c 常数
gC为跨导，一般约为几十至几百ms; 此时理想化静态特性可用下式表示：图 5.3.2 iC =gc(vBE–VBZ) (vBE ＞VBZ) iC=gcrvCE
晶体管静态转移特性及其理想化
此两式为折线近似分析法的基础；
《高 高频 频电 电子 子线 线路 路》 》（ （第 第五 五版 版） ）张 张肃 肃文 文主 主编 编 高 高等 等教 教育 育出 出版 版社 社 《
2 sin n c cos c n cos n c sin c n(n 2 1)(1 cos c )
I cm1 1 ( c ) I c 0 0 ( c )
c cos c sin c sin c c cos c
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i B / iC
转移 特性 理想化 o V BZ
iC
VBB
+ c
t - c 0 + c
- c 0
v be
v be
图 5.2.1 高频功率放大器的 基本电路
V bm
如果使iC只有在VC最低时 才通过，则集电极功耗大 为减小。 因此集电极电流是脉冲状。
v BE V BB V bm cos t
sin c c cos c 0 ( c ) (1 cos c )
图5.3.3 尖顶余弦脉冲
cos c sin c 1 ( c ) c (1 cos c )
波形系数
g1 ( c )
g1 ( c )
n ( c )
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一、晶体管工作频率的划分： f T 低频区： f 0 . 5 f β 中频区： 0 . 5 f β f 0 . 2 f T 高频区： 0 . 2 f T f f T 二、等效分析：
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iC iCmax
cos t cos c 1 cos c
iC I c 0 I cm1 cos t I cm2 cos 2t I cmn cos nt
以上建立了晶体管的简化分析模型，下面求解集电极余弦 脉冲电流中的各个频率分量。首先，写出其表达式。
i B / iC
转移 特性 理想化 0 V BZ
iC
iC =gc(vBE–VBZ) (vBE ＞VBZ) =gc(Vbmcosωt–VBZ－VBB)
t
VBB
+ c
- c 0
vbe
vbe
- c
o +c
f
β0
1 2
0
1
0.5fβ
fβ0.2f
T
ห้องสมุดไป่ตู้
fT
f
1、晶体管在低频工作时，不考虑它等效电路中的电抗分量 与载流子渡越时间等影响； 2、中频区的分析计算要考虑晶体管各个结电容的作用。 3、高频区则需进一步考虑电极引线电感的作用。 中高频区的严格分析与计算相当困难，只能定性说明；本节 将从低频区的静态特性来解析晶体管高频功放的工作原理。
Vcm VCC
I cm1 g ( ) 波形系数 1 c I c0
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1、为了对高频功率放大器进行分析与计算，关键在于求 出电流的直流分量ICO与基频分量Icm1。有图解法与解析近似 分析法两种，本章只讨论折线近似分析法。 2、所谓折线分析法，首先将电子器件的特性曲线理想 化，每一条特性曲线用一条或几条直线（组成折线）来代替。 3、晶体管输出特性曲线的折线化； 过压工作状态 欠压工作状态 临界工作状态
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一、作用： 在高频范围内，为获得足够大的高频输出功率，必须采用 高频功率放大器，这是发送设备的重要组成部分； 二、高频功放与低频功放的比较 相同: 要求输出功率大，效率高 不同: 工作频率与相对频宽不同, 低频（音频）: 20Hz～20kHz 高频（射频）:
低频： 纯电阻负载 工作于甲类、甲乙类或乙类（推挽电路） 高频： 选频网络负载 工作于丙、丁、戊类或乙类
导通角1800，小信号大功率放大
导通角3600，小信号小功率放大
(a)甲类 class-A amplifier
1800＜Θ＜3600，小信号功率放大
(b)乙类 class-B amplifier
Θ＜1800，高频功率放大器采用此 法
显然（PO）2=12（PO）1； 即在同样PC条件下，提高ηC可提高输出功率PO。
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高频功率放大器从减少PC入手，来提高输出功率和效率。 一、如何减少集电极耗散呢？ 晶体管耗散功率PC=VC×iC
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一、教学重点： 1、掌握谐振功率放大器的工作原理及折线分析方法； 2、掌握高频功率放大器的动态特性及负载特性； 二、教学难点： 1、折线分析方法； 2、高频功率放大器的动态特性及负载特性；
v CE VCC Vcm cos t
iC I c 0 I cm1 cos t I cm2 cos 2t I cmn cos nt
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1 2 2 Vcm 1 2 I cm 1 Rp 2 2 2 Rp
输出交流功率：Po Vcm I cm1 回路阻抗值：
Rp Vcm Vcc v c min Vcm I cm1 I cm1 2 P0
集电极耗散功率： PC=P=-P0 1 Vcm I cm1 Po 1 2 g1 ( c ) 集电极效率： c P VCC I c 0 2 集电极电压利用系数
图 5.3.1 晶体管的输出特性及其理想化
iC=gcrvCE
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