第2章 高频功率放大器答案

第2章 高频功率放大器

2.1为什么低频功率放大器不能工作于丙类，而高频功率放大器则可工作于丙类？

答：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。

2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？

答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。因此，回路失谐必须绝对避免。

2.3提高高频放大器的效率与功率，应从哪几方面入手？ 答：（1）使放大器工作于丙类，并用选频网络作为负载； （2）适当选取电流导通角c θ。

2.9晶体管放大器工作于临界状态，200p R =Ω，90mA co I =，30V C E =，90c θ=︒。试求o P 与η。 解：查课本后附录得：11()(90) 1.57c g g θ=︒=

m11()90 1.57141.3(mA)c co c I I g θ==⨯=

∴232111

(141.310)200 1.997(W)=2W 22

o cm p

P I R -==⨯⨯⨯≈ 3309010 2.7(W)D C co P E I -==⨯⨯= ∴2

100%74.1%2.7o D P P η==⨯≈

2.10已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180︒、90︒和60︒时，都工作在临界状态，且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。

解：（1）22221max 1max 1max 00()()22()2()

cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====⨯ ∵C E 、max c I 、p R 相同，因此有

222222

111123000(180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40(180)(90)(60)0.50.3190.218

αααηηηααα︒︒︒=

==≈︒︒︒ （2）22

21max 111()22

o cm p

c p c P I R I R αθ== ∴222222123111::(180):(90):(60)0.5:0.5:0.3911:1:0.61o o o P P P ααα=︒︒︒=≈

2.11已知谐振功率放大器电路，24V C E =，5W o P =。当60%η=时，试计算C P 和co I 。若保持o P 不变，η提高到80%，则C P 和co I 减小为多少？

解：（1）o o

D C o

P P P P P η==+

∴110.65 3.33(W)0.6C o P P η

η

--=⨯=

⨯≈ 5

8.33(W)0.6

o D P P η==≈ ∴8.33

0.35(A)24

D co C P I

E =

=≈ （2）110.85 1.25(W)0.8C o P P η

η

--=⨯=

⨯= 5

6.25(W)0.8

o D P P η=== ∴ 6.25

0.26(A)24

D co C P I

E ==≈

2.12实测一谐振功放，发现o P 仅为设计值的20％，co I 却略大于设计值。试问该功放工作在什么状态？如何调整才能使o P 和co I 接近于设计值？

解：通常功放设计工作在临界状态，则：20

o P P =⨯临界％，co co I I ≈临界。 根据P73图2.17知：此功放工作于欠压工作状态。故增大p R 就可使此功放工作于临界状态，o P 及co I 都可接近于设计值。

2.14某一晶体管谐振功率放大器，已知24V C E =，250mA co I =，5W o P =，电压利用系数1ξ=。试求D P 、η、p R 、m1c I 和电流导通角c θ。 解：（1）324250106(W)D C co P E I -==⨯⨯= （2）5

100%100%83.3%6

o D P P η=⨯=⨯≈

（3）124V cm C U E ξ=⨯= 2

21

2457.6()225

cm p o U R P =

==Ω⨯ （4）m11225

0.417(A)24

o c cm P I U ⨯=

=≈ （5）m110.417

() 1.670.25

c c co I g I θ==≈ 查附录知：1(78) 1.67g ︒=，故78c θ=︒。

2.15一高频功放以抽头并联谐振回路作负载，谐振回路用可变电容调谐。工作频率5MHz f =，谐振时电容200pF C =，回路有载品质因数20L Q =，放大器要求的最佳负载阻抗50pcr R =Ω。试计算回路电感L 和接入系数L p 。

解：（1

）根据0f =有：

621262

011

5.06610(H) 5.066μH (2)20010(2510)

L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯⨯