高频电子线路 第3章 习题答案

第３章 谐振功率放大器

3.1 谐振功率放大器电路如图 3.1.1所示，晶体管的理想化转移特性如图P3.1所示。已知：

BB 0.2V V =，i 1.1cos ()u t V ω=，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电

极电流波形，并求出电流导通角θ及c0I 、c1m I 、c2m I 的大小。

[解] 由BE BB 0.2 1.1cos ()0.2 1.1cos (),i u V u V t V V t ωω=+=+=+可作出它的波形如图P3.1(2)所示。

根据BE u 及转移特性，在图P3.1中可作出c i 的波形如(3)所示。由于0t =时，

BE BE max (0.2 1.1)=1.3,u u V V ==+则

max 0.7C i A =。

因为()cos im BE on BB U U V θ=-，所以

BE(on)BB

im

0.60.2

cos 0.364,1.1

U V U θ--=

=

=则得

69θ=︒

由于0(69)0.249α︒=，1(69)0.432α︒=，2(69)0.269α︒=，则

00max 11max 22max (69)0.2490.70.174(69)0.4320.70.302(69)0.2690.70.188c C c m C c m C I i A I i A I i A

ααα=︒=⨯==︒=⨯==︒=⨯= 3.2 已知集电极电流余弦脉冲max 100mA C i =，试求通角120θ=︒，70θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量1c m I ；若CC 0.95cm U V =，求出两种情况下放大器的效率各为多少？

[解] (1)

120θ=︒，0()0.406αθ=，1()0.536αθ=

01100.40610040.6mA,0.53610053.6mA

()110.536

0.9562.7%

2()20.406

c c m cm c CC I I U V αθηαθ=⨯==⨯==

=⨯⨯=

(2) 70θ=︒，0()0.253αθ=，1()0.436αθ=

010.25310025.3mA,0.43610043.6mA

10.436

0.9581.9%

20.253

c c m c I I η=⨯==⨯==⨯

⨯=

3.3 已知谐振功率放大器的CC 24V V =，C0250mA I =，5W o P =，cm CC 0.9U V =，试求该放大器的D P 、C P 、C η以及c1m I 、max C i 、θ。

[解] 00.25246W D C CC P I V ==⨯=

1651W

5

83.3%6

225

0.463A 0.924

C D o o C D o c m cm P P P P P P I U η=-=-==

==⨯=

==⨯

11

()220.833 1.85,500.9

CC C cm V g U θηθ==⨯⨯==︒ 0max 00.25 1.37()0.183

C C I i A αθ=

== 3.4 一谐振功率放大器，CC 30V V =，测得C0100mA I =，cm 28V U =，70θ=︒，求e R 、o P 和C η。

[解] 0max 0100

395mA (70)0.253

c C I i α=

==︒

1max 1(70)3950.436172mA c m C I i α=︒=⨯=

128

163Ω0.172

cm e c m U R I =

== 111

0.17228 2.4W 22o c m cm P I U ==⨯⨯=

2.480%0.130

o C D P P η===⨯

3.5 已知CC 12V V =，BE(on)0.6V U =，BB 0.3V U =-，放大器工作在临界状态cm 10.5V U =，要求输出功率o 1W P =，60θ=︒，试求该放大器的谐振电阻e R 、输入电压im U 及集电极效率C η。

[解] 2

2

1110.555221

cm e o U R P =

==Ω 10()0.6(0.3)

1.8V

cos 0.5

(60)110.39110.578.5%

2(60)20.21812

BE BB im cm C CC U on V U U V θαηα---=

==︒===︒

3.6 谐振功率放大器电路如图P3.6所示，试从馈电方式，基极偏置和滤波匹配网络等方面，分析这些电路的特点。

[解] (a) 1V 、2V 集电极均采用串联馈电方式，基极采用自给偏压电路，1V 利用高频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压，而2V 利用B R 获得反向偏置电压。输入端采用L 型滤波匹配网络，输出端采用

∏型滤波匹配网络。

(b) 集电极采用并联馈电方式，基极采用自给偏压电路，由高频扼流圈B L 中的直流电阻产生很小的负偏压，输出端由23L C ，345C C C 构成L 型和T 型滤波匹配网络，调节34C C 和5C 使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻，输入端由1C 、2C 、1L 、6C 构成T 和L 型滤波匹配网络， 1C 用来调匹配，2C 用来调谐振。