电子线路非线性部分答案__习题解答

2-1 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：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路，该回路具有选频特性，可从输出的余弦脉冲电流中选出基波分量，并在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性输出负载不具备上述功能。

2-2 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？

解：(1)丙类工作，管子导通时间短，瞬时功耗小，效率高。

(2) 丙类工作的放大器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。

为此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。

2-4 试证如图所示丁类谐振功率放大器的输出功率2)sat (CE CC L 2o )2(π2

V V R P -=，集电极

效率CC

)

sat (CE CC C 2V V V -=

η。已知V CC = 18 V ，V CE(sat) = 0.5 V ，R L = 50 Ω，试求放大器的P D 、

P o 和ηC 值。

解：(1) v A 为方波，按傅里叶级数展开，其中基波分量电压振幅。)2(π

2

)sat (CE CC cm V V V -=通过每管的电流为半个余弦波，余弦波幅度，)2(π2

)sat (CE CC L

L cm cm V V R R V I -== 其中平均分量电流平均值

cm C0π

1I I =

所以 2)sat (CE CC L

2

cm cm o )2(π2

21V V R I V P -== )2(π2

)sat (CE CC CC L

2C0CC D V V V R I V P -==

CC

)

sat (CE CC D o C 2/V V V P P -=

=η

(2) W 24.1)2(π2

)sat (CE CC CC L

2D =-=

V V V R P W 17.1)2(π2

2)sat (CE CC L

2

o =-=

V V R P %36.94/D o C ==P P η

2-5 谐振功率放大器原理电路和功率管输出特性曲线如图所示，已知V CC = 12 V ，V BB = 0.5 V ，V cm = 11 V ，V bm = 0.24 V 。试在特性曲线上画出动态线。若由集电极电流i C 求得I C0 = 32 mA ，I cIm = 54 mA ，试求P D 、P o 、ηC 及所需的R e 。

解：

(1) ⎩⎨⎧+=+=-=-=V )cos 24.05.0(cos V

)cos 1112(cos bm BB BE

cm CC CE t t V V v t t V V v ωωωω

取ωt = 0︒，30︒⋅⋅⋅120︒，结果如下表

ωt

0︒

30︒ 45︒ 60︒ 75︒ 90︒ 120︒ v BE /V 0.74 0.71 0.67 0.62 0.56 0.5 0.38 v CE /V

1

2.47

4.22

6.5

9.15

12

17.5

(2)

m W 384C0CC D ==I V P

m W 2972

1

cm cm o ==I V P

%34.77/D o C ==P P η

R e = V cm /I c1m = 204 Ω

2-8 谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率P o = 5 W 。己知V CC = 24 V ，V BB ＝V BE(on)，R e = 53 Ω，设集电极电流为余弦脉冲，即

i C = ⎩

⎨⎧≤>000cos b b Cmax v v t i

ω

试求电源供给功率P D 、集电极效率ηC 。

解：因为V BB = V BE(on)，放大器工作在甲乙类，近似作乙类，

m A 434221e

o c1m e 2

cm o ===R P I R I P

因为，Cmax 2π2πC C0

π1d π21i t i I ==⎰-ω ，Cmax 2π

2π

C c1m 2

1

d cos π1i t t i I ==⎰-ωτωτ 所以 m A 3.2762c1m C0==I I

则 ，W 63.6C0CC D ==I V P %42.75/D o C ==P P η

2-12 设两个谐振功率放大器具有相同的回路元件参数，它们的输出功率P o 分别为1 W 和0.6 W 。现若增大两放大器的V CC ，发现其中P o = 1 W 放大器的输出功率增加不明显，而P o = 0.6 W 放大器的输出功率增加明显，试分析其原因。若要增大P o = 1 W 放大器的输出功率，试问还应同时采取什么措施（不考虑功率管的安全工作问题）？

解：P o = 1 W 的放大器处于临界或欠压状态，增大V CC 时，放大器更趋于欠压状态，I c1m

略有增大。因此P o 增大不明显。（若 P o ↑ 需 V CC ↑ 同时R e ↑ 或V BB ↑）

P o = 0.6 W 的放大器处于过压状态，V CC 增大，发大器趋于临界，I c1m 迅速增大，所以P o 迅速增大。