高频电子线路最新版课后习题解答第四章 高频功率放大器习题解答

思考题与习题

4.1 按照电流导通角θ来分类，θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放，θ>90度的高频

功放称为甲乙类功放，θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放，θ<90度的高频功放称为丙类功放。

4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载，属丙类功率放大器。其电

流导通角θ<90度。兼顾效率和输出功率，高频功放的最佳导通角θ= 60～70 。高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。

4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态，因此晶体管为非线性器件，常用图解法进行

分析，常用的曲线除晶体管输入特性曲线，还有输出特性曲线和转移特性曲线。4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号，则功率三极管的集电极、基极、发射极电

流均是余弦信号脉冲，放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。

4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1

-的一条曲线。

R

∑

υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言，如果动态特性曲线和

BEmax

υ称为欠压工作状态；交点位于饱和区就称为过压工作状态；动态特性曲线、

BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。

V由大到小变化时，4.7在保持其它参数不变的情况下，高频功率放大器的基级电源电压

BB

功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。高频功放的集电极V（其他参数不变）由小到大变化时，功放的工作状态由过压状态到电源电压

CC

V（其它参数不变）由小临界状态到欠压状态变化。高频功放的输入信号幅度

bm

到大变化，功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。

4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源；而在过压工作状态相当于一个恒压

源。集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态，而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。发射机末级通常是高频功放，此功放工作在临界工作状态。4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大，在弱过压工作状态时效率最高。

4.10当高频功率放大器用作振幅限幅器时，放大器应工作在过压工作状态，用作线性功

率放大器时应工作在欠压工作状态，当高频功率放大器放大振幅调制信号时，放大器应工作在欠压工作状态，放大等幅信号时应工作在临界工作状态。

4.11假设高频功放开始工作于临界状态，且负载回路处于谐振状态，当回路失谐时，功放会进入欠压工作状态。高频功率放大器通常采用电流表指示负载回路的调谐。

4.12 为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？

为什么要调谐在工作频率上？回路失谐将产生什么结果？

答：高频功率放大器的输出功率高，其效率希望要高些，这样有源器件的损耗功率就低，不仅能节省能源，更重要的是保护有源器件的安全工作。乙类、丙类放大器状态的效率比甲类高因此高频功率放大器常选用乙类或丙类放大器。

乙类和丙类放大器的集电极电流为脉冲状，只有通过谐振回路的选频滤波特性，才能选

择出所需要的频率的电压输出。回路调谐于工作频率是为了取出基波电压输出。

回路失谐将使工作频率上的电压输出降低，而输出的可能是谐波。

4.13 丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的负载线有什么区别？为什么

会产生这些区别？动态特性的含义是什么？

答：丙类高频功率放大器的动态线（也叫负载线或工作路）是与横坐标的交点为

O CC V V <，斜率为与谐振回路的谐振电阻R ∑有关的曲线（斜率正比于1

R ∑-）

。低频甲类功率放大器的负载线，是斜率为1

L

R -'与横坐标的交点交于CC V 的一条直线。 之所以会产生这些区别是因为丙类放大器的BB V ＜()BE on V ，静态工作点在截止区域，集电极电流C i 为周期脉冲状，产生了失真。负载是LC 选频回路，输出电压是谐振回路的谐振电阻R ∑与电流脉冲的基波电流相乘，输出电压是连续的基波电压，因此动态特性不能简单地用谐振电阻R ∑来描述负载线。只能根据高频谐振功率放大器的电路参数用解析式和作图法求得，而甲类放大器的静态工作点在放大区，负载是纯电阻，因此负载线是确定的直线。

所谓动态特性是指放大器中的晶体管（c g 、()BE on V ）、偏置电源（CC V 、BB V ）、输入信号（bm V ）、输出信号或谐振电阻（cm V 或R ∑）确定后，放大器的集电极电流C i 随BE υ和CE υ的变化关系。事实上，改变BB V 可以使放大器工作于甲类、乙类或丙类。

4.14 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？

答：放大器工作在丙类状态的情况下，集电极电流为周期性的余弦电流脉冲。谐振功放的输出负载为谐振回路，该回路具有选频滤波特性，可以从晶体管的余弦脉冲电流中，将不失真的基波电流分量选择出来，在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压；而电阻性负载不具备选频滤波的特性，因此不能在丙类工作。

4.15 放大器工作于丙类比工作于甲、乙类有何优点？为什么？丙类工作的放大器适宜于放

大哪些信号？

答：与甲、乙类比较，丙类工作变压器的优点在于：

（1）由于丙类工作时晶体管的导通时间短，使管子的瞬时功耗减少，因而效率得到提高。 （2）丙类工作的输出负载为并联谐振回路，具有选频滤波特性，保证了输出信号的不失真。因此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。

4.16 试求图4.2.1a 所示电路的并联谐振回路各次谐波与基频的阻抗值之比。已知回路的品

质因数10L

Q r

ω=

=，回路谐振于基频。

解：回路的基频阻抗为L

R Cr

∑=

，回路阻抗2

211()

1(1)

pn o n n n

L R Cr

Z L j C jQ Cr L

ωωωω∑

=

=

+-+-