第2章 高频功率放大器答案 2014

第2章 高频功率放大器

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。

2.5 解：高频功率放大器的欠压、临界、过压工作状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。若A 点在

m ax

be u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。若A 点在

m ax

be u 的延长线上（实际不存在），

动态特性为三段折线组成，则为过压状态。若A 点在m ax

be u 线上，但是在放大区，输出幅度

cm

U 较

小，则为欠压状态。

欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较小，效率也低，除在基极调幅电路中应用外，其它应用较少。临界状态，输出电压较大，电流为尖顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于发射机中的输出级。过压状态，电流为凹顶脉冲，输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随P R 变化小，常作为发射机的高频功率放大器的中间级应用。 改变

C

E 时，

C

E 由小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。改变

bm

U 时，由小变大，工作状态

由欠压到临界然后到过压。改变BB U 时，由负向正变，工作状态由欠压到临界到过压。改变P R 时，由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。

2.8解：（1）用功放进行振幅调制，调制信号加在集电极时，功放应工作在过压区内。在过压区中输出电压随C

E 改变而变化；调制信号加在基极时功放应工作在欠压区中，在欠压区中，输出电压

随BB U 、

bm

U 改变而变化

2）放大振幅调制信号时，工作在欠压区，线性比较差，采用甲或乙类工作状态时，线性较好 （3）放大等幅信号应工作在临界状态。在临界状态输出功率最大，效率也较高，是最佳工作状态。 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 22o cm p

P I R -==⨯⨯⨯≈ 3309010 2.7(W)D C co P E I -==⨯⨯= ∴2100%74.1%2.7

o 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P68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=⨯= 221

2457.6()225cm p o U R P ===Ω⨯ （4）m112250.417(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--==≈⨯=⨯⨯⨯⨯ （2）设并联谐振回路谐振阻抗为p R ，则有：00p

L p R Q CR L

ωω=

=

∴0612

0203183.1()251020010p Q R C ωπ-=

=≈Ω⨯⨯⨯⨯