第4章 谐振功率放大器习题参考解答

第4章 谐振功率放大器习题参考解答

4-1 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？

解：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽，因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。

4-2 一谐振功率放大器，若选择甲、乙、丙三种不同工作状态下的集电极效率分别为：％＝甲50c η，％＝乙75c η，％＝丙85c η。试求：

（1） 当输出功率P o =5W 时，三种不同工作状态下的集电极耗散功率P C 各为多少？

（2） 若保持晶体管的集电极耗散功率P C ＝1W 时，求三种不同工作状态下的输出功率P o 各为多少？

解：通过本题的演算，能具体了解集电极效率对集电极耗散功率和输出功率的影响。

（1）根据集电极效率ηc 的定义

c

o o D o c P P P P P +==

η 可得 o c c c P P ηη-=1

将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式可得

P c 甲＝P o ＝5W ，P c 乙＝0.33P o ＝1.65W ，P c 丙＝0.176P o ＝0.88W 可看出η

c 越高，相应的

P c 就越小。

（2）从P c 的表达式可以推导出 c c

c o P P ηη-=1 将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式得

P o 甲＝P c ＝1W ，P o 乙＝3P c ＝3W ，P o 丙＝5.67P c ＝5.67W 可见，在P c 相同时，效率越高，输出功率就越大。

4-4 某一晶体管谐振功率放大器，设已知V CC =24V ，I C0＝250mA ，P o ＝5W ，电压利用系数ξ＝1。试求P D 、ηc 、R p 、I cm1、电流通角θc 。

解： ()W W I V P C CC D 625.0240=⨯==

%3.83833.06

5====D o c P P η V V V V CC cm 24241=⨯==ξ

A A V P I cm o cm 417.024

52221=⨯== ()67.1250417011===

C cm c I I g θ 4-9 高频大功率晶体管3DA4参数为T f ＝100MHz ，β＝20，集电极最大允许耗散功率P CM ＝20W ，饱和临界线跨导g cr ＝0.8A ／V ，用它做成2MHz 的谐振功率放大器，选定V CC ＝24V ，θc ＝70°，i Cmax ＝2.2A ，并工作于临界状态。试计算R p 、P o 、P c 、ηc 与P

D 。

解： 由CE cr C g i υ=，当min CE CE υυ=时，max C C i i =，因此得

V V

A A g i cr C CE 75.28.02.2max min ===υ V cm ＝V CC －υCE min ＝（24－2.75）V ＝21.25V

I cm1＝i Cmax α1（θc ）＝（2.2×0.436）A ＝0.96A ［α1（70°）＝0.436］ ()()W V A V I P cm cm o 2.1025.2196.02

1211=⨯== I C0＝i Cmax α0（θc ）＝（2.2×0.253）A ＝0.557A ［α1（70°）＝0.253］ P D ＝V CC I C0＝（24V ）×（0.557A ）＝13.36W

%3.76763.036

.132.10====D o c P P η P c ＝P D －P o ＝（13.36－10.2）W ＝3.16W ＜P CM （安全工作） Ω===

1.2296.025.211A V I V R cm cm p 4-11 题图4-11所示为末级谐振功率放大器原理电路，工作于临界状态。图中C 2为耦合电容，输出谐振回路由管子输出电容、L 1、L 2和C 1组成，外接负载天线的等效阻抗近似为电阻。将天线短路，开路（短时间），试分别分析电路工作状态如何变化？晶体管工作是否安全？

解：天线开路时，回路的品质因数增大，导致R p 急剧增加，结果是V cm 增大使功率管工作于强过压状态。在强过压状态下，V cm 有可能大于V CC ，结果使υCEmax ＞V （BR ）CEO ，功率管被击穿。

天线短路时，回路严重失谐（呈感性），且阻抗Z p ＜＜R p ，使功率管工作于欠压状态，P c 增

大，很可能导致P c＞P CM，功率管烧坏。

4-12 一谐振功率放大器，设计在临界工作状态，经测试得输出功率P o仅为设计值的60％，而I C0却略大于设计值。试问该放大器处于何种工作状态？分析产生这种状态的原因。

解：R p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I C0和I clm略有增大，但V cm因R p而减小，结果是P o减小，P D 增大，ηc减小。

4-21 根据题图4-21所示的谐振功率放大器原理电路，按下列要求画出它的实用电路。（1）两级放大器共用一个电源；（2）T2管的集电极采用并馈电路，基极采用自给偏置电路；（3）T1管的集电极采用串馈电路，基极采用分压式偏置电路。

解：根据题意要求画出的电路如题图4-21（b）所示。图中，两级共用一个电源。电源线必须串接电源滤波网络R C1、C C1、L C1、C C2。T2管基极接高频扼流圈L b，提供直流通路，并利用扼流圈的直流电阻产生自给偏压。T2管集电极接高频扼流圈L c2，组成并馈电路。在L2和L3的接点上并接电容C3，构成T型匹配滤波网络。