丙类谐振功率放大电路分析(负载特性调制特性)

１MHz。试求它的能量关系。由晶体管手册已知其有关参
数为fＴ≥70MHz ，Ap（功率增益）≥13 dB，ＩCmax＝750 ｍＡ,ＶCE(sat)(集电极饱和压降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。
解：１）由前面的讨论已知，工作状态最好选用临界状态。 作为工程近似估算，可以认为此时集电极最小瞬时电压
v Cmin v CE(sat) 1.5V
vBE
VBB
Vbm
VCC vCE Vcm
内部特性关
系(折线方程)
ic gc vBE VBZ
ic
+
vb -
+ vCE C +-
vBE _
Rp
L vc
+
VBB
Vcc
动态特性方程
ic


gc

Vbm Vcm
vCE
VCC

Vcm
(VBZ VBB Vbm
VCC
减少功放由临界进入过压区
显然：在欠压区： IC0, IC1 几乎不变 PD , PO 不变
注意：只有工作在过压区才能有效地实现VCC 对 IC1 及 Po
的调制作用，故集电极调幅电路应工作在过压区。
3、 高频功率放大器的调制特性
2. 基极调制特性
vBE VBB Vbm cost
ic
饱和区
ic
放大区
截止区
VBB1 VBB2 VBB3
ห้องสมุดไป่ตู้
vBEmax2
vBZ
vBE
t

C
1
C

2
C
3
vBEmax1
vBEmax3
vb
vcm Icml
当vbm固定，VBB自负值向正值方向增 大时，集电极脉冲电流ic的导通角θc增大， 从而集电极脉冲电流ic的幅度和宽度均增大， 状态由欠压区进入过压区。
vCEmin vCEmin
ic 为尖顶余弦脉冲。 (3) 过压工作状态
动态特性曲线与 vBE m ax 所对的静态特征曲线的交点位于饱和区。
特点：晶体管的动态范围延伸到饱和区。 ic 的波形顶部下凹。
2、 丙类谐振功率放大器的负载特性
临 界 区
Ic1m vcm
临
界
Pdc

区
c
ic
Ico
Pc Po
欠压区 过压区 Rp 欠压区 过压区 Rp
Ico 欠压 O 临界 过压 VBB
进入过压状态后，随着VBB向正值方向增大，集电极脉冲电流的
宽度增加，幅度几乎不变，但凹陷加深，结果使Ico、Icml和相应的vcm 增大得十分缓慢
注意：如果要实现UBB 对输出电流IC1 的有效调制，要求功放应工 作在欠压区。
4、 高频功率放大器的放大特性
输 放入大当u电器固BRE压的P定, V工vVVBCBEC作BmB，Ba、状x随V增态UB之B大由b不 增mv欠bc大变m压o和，，s进固对入t定应过v的b压m集、ic 。电增极大放脉V大B区冲B电的饱和流情区i况c的类幅似度，和它宽们度都均使ic增基大极，
vbemax
vce
（1）临界状态：Po最大；较高；最佳工作状态 主要用于发射机末级
（2）过压状态： 较高（弱过压状态最高)；负载阻抗变化时，Vcm基本 不变；用于发射机中间级 （3）欠压状态： Po较小； 较低；Pc大；输出电压不够稳定；很少采用， 仅有基极调幅电路工作于此状态
3、 高频功率放大器的调制特性
(1) 欠压工作状态
ic
v 动态特征曲线与 BE max 所对的
ic
gcr
•A•3A•A4 2•A1
静态特征曲线的交点位于放大区。 C
C
ic 为尖顶余弦脉冲。
•A5
gd vCES
vbemax
Vcc vCE
•Q
(2) 临界工作状态
动态特性曲线与临界线以及 vBE max 对应
的静态特性曲线，三线相交于一点。
2）
Vcm VCC vCmin 24 1.5V 22.5V
Rp

Vc2m 2Po

(22.5)2 22
126.5
I c m1

Vcm Rp

22.5 126 .5
A

0.178 A
178 mA
解：3）选c=70o， 0 (c ) 0.253 1(c ) 0.436
静态工作点 Q： 令 t 90o
A 点:
令 t 0 o
Q
:
vCE ic
VCC , vBE VBB IQ gc (VBZ VBB
)
A : vvCBEE

vcmin VCC vbmax VBB
Vcm Vbm
2、 丙类谐振功率放大器的负载特性
截止区
当谐振功率放大器作为线性功率放大器，为了使输出信号振幅vcm反映
输入信当号谐振振幅功v率bm放的大变器化用-，VB作放B 振大幅器限必幅须器v在BZ时vbv，mBE变m放ax化2 大范器v围B必E 内须工在作vb在m变欠化压的状范态C1围C。2C内3 t
工作在过压状态。
vBEmax1
vBEmax3
临 界
当 RP , Ubm区不变Ic，1
临
界
区
PD
而改变
VCC VBB
与
IcPIoCD1,,PIoC 0
之间的关系PO。
PC
1过.压集区 电欠压极区调Vc制过c 压特区性欠压区 Vcc
ic
t
ic
•• • •
vbemax
•
Vcc Vcc Vcc
vce
•Q •Q •Q
当 RP ,Ubm ，UBB 不变，VCC增加功放由临界进入欠压区
)

gd
vCE Vo
Vo
VCC

Vc
m
(VBZ VBB Vbm
)
VCC
VCm
cosc
v Vo ：动态特性曲线在 CE 轴上的截距。
gd

gc

Vbm Vcm


gc
Vbm Rp Ic1m
gc
Vbm
Rpicm ax 1(c )

gcVbm
gcVbm (1 cosc )1(c )Rp
4.2 丙类谐振功率放大电路分析
1 、丙类谐振功率放大器的动态分析 2 、 丙类谐振功率放大器的负载特性 3、 丙类谐振功率放大器的调制特性 4、 丙类谐振功率放大器的放大特性
4.2丙类谐振功率的动态特性和负载特性
1、动态特性
管外电 vBE VBB Vbm cost
路关系: vCE VCC Vcm cost
vb vcm
ic
ic
ic
ic
O ωt O ωt O ωt O ωt
vbm增大 vcm Icml Ico
O 欠压
临界 过压
vbm
vbm
vcm
线性功率
放大器
t
vbm
t vcm
vbm
vcm
振幅
限幅器
t
例:有一个用硅NPN外延平面型高频功率管3DA1做成的谐振
功率放大器，设已知ＶCC＝24Ｖ，Ｐｏ＝２Ｗ，工作频率＝