谐振功率放大器的工作原理剖析
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一个周期内晶体管只在此流 通角2θc内损耗功率，这是vC的 最小值区间，显然晶体管的耗 散功率是最小的，ηc较大。
vb+-
iB iC
+
vB -
+
vC -C
L
输 出
Baidu Nhomakorabea
波电高V-如形路频B+功B果如中iE率使图vC放与晶所-大Vi体示CC器C是+管(的注反基的p意相本v，C电的和共路)i。C射的
iC、vC
+……+ Icmncosnωt+……
IC0
ωt
O
θc
2θc
本继页续完
二、各种功率关系
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
1、直流电压VCC提供的直流 功率P=
P==VCCIC0
2、输出功率Po（亦即LC回 路吸取的功率）
Po=—V22R—cmP= —21 I2cm1RP =—12 VcmIcm1
3、晶体管的耗散功率Pc Pc=P=-Po
转移特 iC
iC
性曲线
-VBB
O VBZ
vB
O ωt
2θc
vb
2θc
Vbm
iC、vC 只这在是2这倍个通区角域Tθπ/里c2。 产生iC
O
θc
2θc
ωt 本继页续完
一、获得高效率所需的条件
3、通角θc的计算
iC
因为 vb=Vbmcosωt 在通角处有 ωt =θc 由图得，在ωt=θc处的vb
值为VBZ+VBB。
我们需要的信号成分。放大电 路中的LC回路就谐振在这个频
IC0
ωt
率上，形成一个以ω为中心的带 通滤波器，选出频率为ω的电压。
O
θc
2θc
对谐波成分进行了衰减。
本继页续完
二、各种功率关系
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
本内容主要讨论电路中三
功21率、、P输直= 出流P功=电=V率压CPVCIoC（CC0提亦供即的个LC直功回流率供P=电的、v源直Pb+-oV流和C电+PCi-B在cv的流B+一ii表为CE-个达平-工v+-式均CC作。电+周流期pILC内0。提输出
返封面回
引言
晶体管的工作情况与频率有极密切的关系，通常可以把
它们的工作频率范围划分如下：
低频区 中频区 高频区
f<0.5fβ 0.5fβ < f< 0.2fT 0.2fT < f< fT
fβ——截止频率 fT——特征频率
其中有
fT ≈β fβ
晶体管在低频区工作时，可以不考虑它的等效电路中的
电抗分量与载流子渡越时间等影响。中频区的分析计算要考
所以 Vbmcosθc=VBZ+VBB
cosθc=V—B—ZV+b—Vm B—B θc=arccos(—VB—ZV+b—VmB—B )
-VBB
O VBZ
2θc
Vbm
iC、vC
O
θc
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
iC
vB O ωt
vb
2θc
转移特
性曲线
T/2 π
ωt 2θc 本继页续完
一、获得高效率所需的条件
路吸取的功率）
VBB
VCC
分以因I输Pcom==为出1—Ic12c功Lo1sIVCωc率mc回1t1=才PV路√—Iocc产只￣mm2只—1生需对·√V—电考￣ic2Cm—压虑的v此基c ，项波所。成 谐振时LC回路的谐振电阻为
高频功率放大器的基本电路 iC、vC
T/2 π
RP，RP=Vcm/Icm1。 iiCC的=PIC傅o0=+里—V2I2cR叶—mcm1Pc级=o—s数21ωIt展2+cIm开c1mR式2cPo：s2ωt+
4、放大器的集电极效率ηc
ηc
=
—Po—= P=
—12 ·—VVcC—mC ·—IICcm0—1
vb+-
iB iC
+
vB iE
+
vC -C
L
输 出
-+ - +p
VBB
VCC
高频功率放大器的基本电路
iC、vC
Vcm VCC
vb+-
iB iC
+
vB iE
+
vC -C
L
输 出
-+ - +p
VBB
VCC
高频功率放大器的基本电路
VCC P=—电源供给功率
vb
Pi —输 入信号 功率
Pc—晶体 管集电极 耗散功率
P0—交 流输出 信号功
率
本继页续完
一、获得高效率所需的条件
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
2、提高效率与功率的方法 集电极瞬时耗散功率Pc Pc=iC vC
T/2 π
O
θc
ωt
2θc
本继页续完
一、获得高效率所需的条件
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
2、提高效率与功率的方法
集电极瞬时耗散功率Pc Pc=iC vC
晶体管处于丙类工作状态时， iC只在vC最低时才能通过，所 以在丙类工作状态下集电极的 耗散功率Pc是最小的，效率ηc 是最大的。
vb+-
iB iC
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
1、高效大功率输出的讨论 由能量守恒：
P== Po+ Pc
定义集电极效率：
ηc=—PP—=o
=—P—o Po+ Pc
将结上论式一变：形设为法尽量降低集电
( ) 极 率η的c自耗P然散o=会功—提1率-η—高ηPccc。，Pc这则样集，电在极给效
定P结=时论，二晶：体如管果的维交持流晶输体出管功的 率集P电o就极会耗增散大功。率Pc不超过额定 值，那么提高集电极效率ηc ， 将使交流输出功率Po大为增加。
由此可解释为什么
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
也号理上是i频第Ci4过+C=、式i通…二率CI程C其脉中过…0项相+平冲的傅+II同cc均miImI里C的c1C1m产c值c0叶on是基oc生ss。oω级ωi波si正C正tCnt的+数是成是ω弦I弦直c展t与分脉m+波波2流…开输c，冲电ov成…C得s入正电压2的分ω：信是流。物t，+而v值C却v由是b+-是此很高看小i+CiV-频Bv、出的BB功+Bv。iii率CCCE-的放-平v大+-VCCC器均C+的基Tpπ/本L2 电路输出
虑晶体管各个结电容的作用。高频区则需进一步考虑电极引
线电感的作用。因此，中频区和高频区的严格分析与计算是
相当困难的。本书将从低频区来说明晶体管高频放大器的工
作原理。
本页引言完 返回
本 节
1、高频功率放大器获得高效率的所需条件
学
习
要
点
和 2、掌握高频功率放大器的功率关系
要
求
返回
一、获得高效率所需的条件
+
vB iE
+
vC -C
L
输 出
-+ - +p
VBB
VCC
高频功率放大器的基本电路
iC、vC
T/2 π
O
θc
ωt
2θc
本继页续完
一、获得高效率所需的条件
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
3、通角θc的计算
截止电压 输入信号为 一交流正弦波vb。 2θc是在一周期内的集 电为极半通电流角流通θc的角对流(应亦通的称角值为，为截θ止c 角V)b，mc本os教θc=材V称BZ+为V通BB角。。
vb+-
iB iC
+
vB -
+
vC -C
L
输 出
Baidu Nhomakorabea
波电高V-如形路频B+功B果如中iE率使图vC放与晶所-大Vi体示CC器C是+管(的注反基的p意相本v，C电的和共路)i。C射的
iC、vC
+……+ Icmncosnωt+……
IC0
ωt
O
θc
2θc
本继页续完
二、各种功率关系
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
1、直流电压VCC提供的直流 功率P=
P==VCCIC0
2、输出功率Po（亦即LC回 路吸取的功率）
Po=—V22R—cmP= —21 I2cm1RP =—12 VcmIcm1
3、晶体管的耗散功率Pc Pc=P=-Po
转移特 iC
iC
性曲线
-VBB
O VBZ
vB
O ωt
2θc
vb
2θc
Vbm
iC、vC 只这在是2这倍个通区角域Tθπ/里c2。 产生iC
O
θc
2θc
ωt 本继页续完
一、获得高效率所需的条件
3、通角θc的计算
iC
因为 vb=Vbmcosωt 在通角处有 ωt =θc 由图得，在ωt=θc处的vb
值为VBZ+VBB。
我们需要的信号成分。放大电 路中的LC回路就谐振在这个频
IC0
ωt
率上，形成一个以ω为中心的带 通滤波器，选出频率为ω的电压。
O
θc
2θc
对谐波成分进行了衰减。
本继页续完
二、各种功率关系
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
本内容主要讨论电路中三
功21率、、P输直= 出流P功=电=V率压CPVCIoC（CC0提亦供即的个LC直功回流率供P=电的、v源直Pb+-oV流和C电+PCi-B在cv的流B+一ii表为CE-个达平-工v+-式均CC作。电+周流期pILC内0。提输出
返封面回
引言
晶体管的工作情况与频率有极密切的关系，通常可以把
它们的工作频率范围划分如下：
低频区 中频区 高频区
f<0.5fβ 0.5fβ < f< 0.2fT 0.2fT < f< fT
fβ——截止频率 fT——特征频率
其中有
fT ≈β fβ
晶体管在低频区工作时，可以不考虑它的等效电路中的
电抗分量与载流子渡越时间等影响。中频区的分析计算要考
所以 Vbmcosθc=VBZ+VBB
cosθc=V—B—ZV+b—Vm B—B θc=arccos(—VB—ZV+b—VmB—B )
-VBB
O VBZ
2θc
Vbm
iC、vC
O
θc
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
iC
vB O ωt
vb
2θc
转移特
性曲线
T/2 π
ωt 2θc 本继页续完
一、获得高效率所需的条件
路吸取的功率）
VBB
VCC
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高频功率放大器的基本电路 iC、vC
T/2 π
RP，RP=Vcm/Icm1。 iiCC的=PIC傅o0=+里—V2I2cR叶—mcm1Pc级=o—s数21ωIt展2+cIm开c1mR式2cPo：s2ωt+
4、放大器的集电极效率ηc
ηc
=
—Po—= P=
—12 ·—VVcC—mC ·—IICcm0—1
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iB iC
+
vB iE
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vC -C
L
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-+ - +p
VBB
VCC
高频功率放大器的基本电路
iC、vC
Vcm VCC
vb+-
iB iC
+
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vC -C
L
输 出
-+ - +p
VBB
VCC
高频功率放大器的基本电路
VCC P=—电源供给功率
vb
Pi —输 入信号 功率
Pc—晶体 管集电极 耗散功率
P0—交 流输出 信号功
率
本继页续完
一、获得高效率所需的条件
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
2、提高效率与功率的方法 集电极瞬时耗散功率Pc Pc=iC vC
T/2 π
O
θc
ωt
2θc
本继页续完
一、获得高效率所需的条件
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
2、提高效率与功率的方法
集电极瞬时耗散功率Pc Pc=iC vC
晶体管处于丙类工作状态时， iC只在vC最低时才能通过，所 以在丙类工作状态下集电极的 耗散功率Pc是最小的，效率ηc 是最大的。
vb+-
iB iC
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
1、高效大功率输出的讨论 由能量守恒：
P== Po+ Pc
定义集电极效率：
ηc=—PP—=o
=—P—o Po+ Pc
将结上论式一变：形设为法尽量降低集电
( ) 极 率η的c自耗P然散o=会功—提1率-η—高ηPccc。，Pc这则样集，电在极给效
定P结=时论，二晶：体如管果的维交持流晶输体出管功的 率集P电o就极会耗增散大功。率Pc不超过额定 值，那么提高集电极效率ηc ， 将使交流输出功率Po大为增加。
由此可解释为什么
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
也号理上是i频第Ci4过+C=、式i通…二率CI程C其脉中过…0项相+平冲的傅+II同cc均miImI里C的c1C1m产c值c0叶on是基oc生ss。oω级ωi波si正C正tCnt的+数是成是ω弦I弦直c展t与分脉m+波波2流…开输c，冲电ov成…C得s入正电压2的分ω：信是流。物t，+而v值C却v由是b+-是此很高看小i+CiV-频Bv、出的BB功+Bv。iii率CCCE-的放-平v大+-VCCC器均C+的基Tpπ/本L2 电路输出
虑晶体管各个结电容的作用。高频区则需进一步考虑电极引
线电感的作用。因此，中频区和高频区的严格分析与计算是
相当困难的。本书将从低频区来说明晶体管高频放大器的工
作原理。
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本 节
1、高频功率放大器获得高效率的所需条件
学
习
要
点
和 2、掌握高频功率放大器的功率关系
要
求
返回
一、获得高效率所需的条件
+
vB iE
+
vC -C
L
输 出
-+ - +p
VBB
VCC
高频功率放大器的基本电路
iC、vC
T/2 π
O
θc
ωt
2θc
本继页续完
一、获得高效率所需的条件
5.2 谐振功率放 大器的工作原理
3、通角θc的计算
截止电压 输入信号为 一交流正弦波vb。 2θc是在一周期内的集 电为极半通电流角流通θc的角对流(应亦通的称角值为，为截θ止c 角V)b，mc本os教θc=材V称BZ+为V通BB角。。