高频电子电路第5章高频功率放大器
高频电子线路(第五章 高频功率放大器)
高频功率放大器和低频功率放大器的共同 特点都是输出功率大和效率高。
7
（3）高频功率放大器的种类
谐振功率放大器（学习重点）
特点是负载是一个谐振回路，功率放大增益可
以很大，一般用于末级； 不易于自动调谐。
宽带功率放大器（了解即可）
特点是负载是传输线变压器，可在很宽的频带
工作状态 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类 半导通角 c=180° c=90° 90° ＜c＜180° c＜90° 开关状态 理想效率 50% 78.5% 50%＜h＜78.5% h＞78.5% 负 载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路 应 用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
90%~100%
由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振 荡。当补充的能量与消耗的能量相等时，电路中就建立起 动态平衡，因而维持了等幅的正弦波振荡。
34
问题二：半流通角θc通常多大合适?
如果θc取值过大，趋向甲类放大器，则效率 太低； 如果θc取值过小，效率虽然提高了，但输出 功率的绝对值太小（因为iC脉冲太低）； 这是一对矛盾，根据实验折中，人们通常 取
gC (vB VBZ )(当vB VBZ )
外部电路关系：
vB VBB Vbm cos t
v C V CC V cm cos t
31
（4）对2个问题的解释
问题一（可能会引起同学们困惑的问题）
为什么iC的波形时有时无,而输出的波形vo却能
是连续的?
问题二（有的题目已知条件不给θc,而解题 中又需要θc ）
通过LC回路,滤去无用分量，只留下 Icm1cosωt分量
高频电子电路_5.3_高频功率放大器的动态分析
动态曲线：
-UBB
ic gd (uce Uo )
C
•
•BZ U
ub
• • •• • gd
ubemax
gd
Uo
EC
uce
C
• Q•
uce
Ubm
ubemax
ucemin 可见动态特性曲线的斜率和负载 R P 有关， 放大器的工作状态将随负载的不同而变 U b 不变时，动态特性曲线与负载 RP 化。下面讨论当EC 、 E B 、 的关系。 u
若设： b
u Ub cost
输入端： uBE
EB Ub cost
+ ub + uBE
_
ic
+ uCE C Rp
t 输出端： uce EC Uc cos
由上两式消除cos t 可得： EC uce uBE EB U b Uc
EC uce , ic gc E U E b b B Uc U b Eb, EB gc U uce EC U c ( U ) gd uce U o b c
•
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二、高频功率放大器的负载特性
临 研究的问题： 界 区 Ic1
c1
当 ECU ， UBB， Ubm 不变， PD
Ico
c
临 界 区
ubemax
, UPC I C 1 , I C 0P o 1 c P D , Po , Pc 而 RP 变化时，与 的关系。 Rp R pc 欠压区 过压区 欠压区 过压区
注意：
ic
uce
Po Pocr ，效率 （1） 欠压区： ①临界状态输出功率最大 （ 2） 过压区： 也较高，可以说是最佳工作状态，常选此 状态为末级功放输出状态。过压状态，效 ic max 进 R PP 由小 IC下 入 过 压几乎不变 区 余 （略减少） 弦 脉 冲 顶 部 凹 ， 0 , IC 1 几乎 率高，但输出功率较小。 i c max I C 0 , I U C1I c1 I c 1 R P 几乎不变（略有上 U R P EC IC0 几 乎 不 变 c1 c1 P D 不 变 ②在欠压状态 I C 0 ， IC 1 几乎不变，功放相当于一个恒流源，而 1 1 IC1 U C1 P E I P U I I U 1 升） 1 C C 0 o C1 C 变化缓 c1 1 c1 c 2 2 I U C 0 C 0 P U I U c o C 1 C 1 PC PD Po C1 几乎不变，相当于一个恒压源。 过压状态 2 I E 2 co C 慢， PC PD Po 变化缓慢。
高频电子线路试题库
高频电子线路试题库一、单项选择题（每题 2 分，共20 分）第二章选频网络1、LC 串联电路处于谐振时，阻抗（）。
A、最大B、最小C、不确定2、L C并联谐振电路中，当工作频率大于、小于、等于谐振频率时，阻抗分别呈（）。
A、感性容性阻性B、容性感性阻性C、阻性感性容性D、感性阻性容性3、在LC并联电路两端并联上电阻，下列说法错误的是（）A、改变了电路的谐振频率B、改变了回路的品质因数C、改变了通频带的大小D、没有任何改变第三章高频小信号放大器1、在电路参数相同的情况下，双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较A、增大B减小C相同D无法比较2、三级相同的放大器级联，总增益为60dB,则每级的放大倍数为（）。
A、10dB B 、20 C、20 dB D、103、高频小信号谐振放大器不稳定的主要原因是((A)增益太大(B)通频带太宽Cb' c的反馈作用(D)谐振曲线太尖锐。
第四章非线性电路、时变参量电路和混频器(C)晶体管集电结电容1、通常超外差收音机的中频为( )A) 465K B) 75KHZ ( C) 1605KHZ ( D) 10.7MHZ2、接收机接收频率为fc ,fL >( A) fc > fI fc+fI B) fL+fc C) fc+2fI( D)3、设混频器的fL >fC 产生的干扰称为( ，即fL =fC+fI )。
，若有干扰信号fn=fL+fI ，则可能(A)交调干扰(B)互调干扰(C)中频干扰(D)镜像干扰4、乘法器的作用很多，下列中不属于其作用的是(A、调幅B、检波C、变频D、调频5、混频时取出中频信号的滤波器应采用( )(A)带通滤波器(B)低通滤波器(C)高通滤波器(D)带阻滤波器(A)相加器(B)乘法器(C)倍频器(D)减法器7、在低电平调幅、小信号检波和混频中，非线性器件的较好特性是()A、i=b0+b1u+b2u2+b3u3 B 、i=b0+b1u+b3u3 C、i=b2u2 D、i=b3u38、我国调频收音机的中频为( )( A) 465KHZ ( B) 455KHZ ( C) 75KHZ ( D) 10.7MHZ9、在混频器的干扰中，组合副波道干扰是由于 ------- 造成的。
高频功率放大器
iB
和
iC 均为余弦脉冲，用傅里叶级数展开为：
iB I B 0 I B1m cost I B 2 m cos 2t I B 3m cos 3t
iC I C 0 I C1m cost I C 2 m cos 2t I C 3 m cos 3t
1、直流功率
PD
由直流供电电源提供的功率 P E C I c 0 D 2、输出功率 P0 由电子器件送给谐振回路的基波信号产生的功率
1 1 1 U cm 2 P0 I c1mU cm I c1m Re 2 2 2 Re
3、集电极损耗功率消耗在集电结的功率
2
Pc PD P0
4、集电极效率
高频功率放大器的输出回路具有选频作用， 若调谐在基波频率上，则回路两端的电压可表 示为：
uC U cm cost I C1m Re cost uC E EC U cm cost
Re
为输出回路的有载谐振电阻
第三节
丙类高频放大器的分析
一、折线分析法 高频功率放大器属于大信号分析，和低频放大器一样，往往采用折线 法分析（图解法），其输入特性和输出特性如图2-5所示。
I c1m
i
c
co stdt
I c1m I c max 1 ( )
I cnm
1 2
i
c
cos ntdt
I cnm I c max n ( )
将电流分解系数制成曲线，可得图2-8。
1 ( ) g1 0 ( )
三、高频功率放大器的功率和效率
静态工作点 Q ：
当输入信号 ，即静态时， u i U bm cost 0
高频电子线路知识点整理
高频电子线路重点第二章 选频网络一 . 基本见解所谓选频（滤波） ，就是 选出 需要的频率重量和 滤除不需要的频率重量。
电抗 (X)=容抗（1 )+感抗 (wL)阻抗 =电阻 (R)+j 电抗 ( L1 )CC阻抗的模把阻抗看作虚数求模二．串通谐振电路111.谐振时，（电抗）XL0 ，电容、电感消失了，相角等于0，谐振频率：CLC小 =R ，电流最大，此时 |Z| 最2.当 w<w 0 时，电流超前电压，相角小于 0，X<0 阻抗是容性；当 w>w 0 时，电压超前电流，相角大于0，X>0 阻抗是感性；QL13.回路的质量因素数 R 0CR （除 R ），增大回路电阻，质量因数下降，谐振时，电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍，相位相反4.回路电流与谐振时回路电流之比1 1N ( )e j ( ) (幅频 )，质量因数越高 ，谐振时的电流越大，比值j Q()越大， 曲线越尖 ，选频作用越明显， 选择性越好5.失谐△ w=w （再加电压的频率） -w （回路谐振频率） ，当 w 和 w 很周边时， 2ξ =X/R=Q ×2△ w/w 是广义失谐，回路电流与谐振时回路电流之比N ( )1 121 ，1226.当外加电压不变， w=w =w 时，其值为 1/ √ 2， w-w 为通频带， w ， w 为界线频率 / 半功率点 ，广义失谐为± 1 LR 7. 2，质量因数越高，选择性越好，通频带越窄0 7Q 2 f0 7f 0 通频带相对值2 f1 8.通频带绝对值Qf 0Q+ V s–9.相位特点Carctan Q0 arctanQ 越大，相位曲线在 w 0 处越陡峭10.能量关系电抗元件电感和电容不用耗外加电动势的能量，耗资能量的只有耗费 电阻 。
回路总瞬时储能w w L w C 1 CQ 2V sm 2 sin 2 t1C Q 2 V sm 2 cos 2 t 1 CQ 2 V sm 22222回路一个周期的耗费w R2π1 Vsm 12π 1CQV sm 21CQ 2 V sm 22 R 021回路储能w L wC2Q，表示回路或线圈中的耗费。
课件高频功率放大器ppt
放大器由输入级、输出级和中间级 组成，其中输入级和输出级是关键 部分，直接影响放大器的性能。
高频放大器的特殊问题
01
02
03
频率响应
高频信号的频率较高，因 此高频放大器的频率响应 需要足够宽，以适应不同 频率的信号放大。
相位失真
由于高频信号的频率较高， 相位失真成为高频放大器 的一个重要问题，需要采 取措施进行补偿。
噪声系数是指放大器输出端的信噪比与输 入端的信噪比之比，是衡量放大器噪声性 能的重要指标。
动态范围是指放大器在保证一定信噪比的 前提下，能够放大的信号的最大幅度范围 ，是衡量放大器适应能力的重要指标。
03 电路分析
晶体管放大电路
01
晶体管放大电路的基本原理
晶体管放大电路利用晶体管的放大效应，将微弱的电信号放大成较强的
利用人工智能和机器学习技术 对高频功率放大器进行智能控 制和优化，提高其自适应能力 和稳定性。
多模多频段技术
研究多模多频段的高频功率放 大器，以满足不同通信标准和
频段的需求。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高频功率放大器用于放大雷达发射的信号，提高雷达对目标的
探测能力。
距离测量
02
通过测量发射信号与接收回波的时间差，高频功率放大器有助
于提高雷达的距离测量精度。
速度测量
03
利用多普勒效应原理，高频功率放大器有助于提高雷达的速度
测量精度。ຫໍສະໝຸດ 音频处理系统中的应用1 2
音频放大
高频功率放大器用于放大音频信号，提供足够的 功率以驱动扬声器或其他音频输出设备。
应用场景
通信领域
高频功率放大器广泛应用于通信领域，如移动通信、卫星通信、光纤 通信等，用于信号的传输和放大。
高频电子线路复习题解
BW 2 Fmax 2 2 103 4 kHz 频谱图如图所示。
已知调幅波表示式 u(t) [20 12cos(2π 500 t)]cos(2π 106 t) V ,试求该调幅波的载波振
幅Ucm 、调频信号频率 F 、调幅系数 ma 和带宽 BW 的值。
[解] Ucm 20 V ， fc 106 Hz ， F 500 Hz
和 都增大一倍，两种调制信号的带宽如何
分析: 本题主要考察调频和调相带宽的异同点。两者均为角度调制，
当调制信号频率 不变而振幅 变化时，调频、调相的带宽随之变化，
当调制信号振幅 不变，调制信号频率 变化时，调频带宽基本不变，
可称为恒带调制，但调相波的带宽则随调制信号频率 变化。
为什么调幅波的调制系数不能大于１，而角度调制波的调制系数可以 大于１ 答：当调幅波的调制系数大于１时，发生过调幅，调幅波的包络形状 不再和调制信号波形相同，解调时将产生失真。角度调制波的调制系 数大于 １时，只要是频偏不过分大，就可以获得线性调制，而不致 造成解调信号失真。
解：频谱图如图所示：
20V
2V
4V
4V
106+320 0
106 106-400 106+400
带宽：BW＝2Fmax＝2×3200Hz＝6400Hz
信号功率：
而
2V
106+320 0
f/Hz
所以
某发射机只发射载波时，功率为 9ｋＷ；当发射单音频调制的调幅波
时，信号功率为ｋＷ，求调制系数 ma。若此时再用另一音频信号作 40%的调制后再发射，求此时的发射功率。
[解] BW 2100 200 Hz
调幅波波形和频谱图如图(s)(a)、(b)所示。 已 知 调 制 信 号 u [2cos(2π 2 103 t) 3cos(2π 300 t)] V ， 载 波 信 号
高频电子线路课后答案 (1).
2-4 解： 已知 输入信号vs 3cost，则vGS VGS vs ，得
iD
I DSS
1
vGS VGS off
2
15
1
VGS vs VGS off
2
151
4
3cost
2
8
151
4 3cost
8
2
15
1 2
3 8
cos t
2
15
1 4
3 8
cos
t
9 64
cos2
1 02 2 f02 2 6.8106 2 (0.068106) rad / s
2 QL2
2QL2
2 50
所以 ∆ωs >α ，为过参差
⑵ 平坦参差应为 ∆ωs =α 即
2 (0.068106 )
fs 2
2
0.068MHz
f01 f0 fs 6.5106 0.068106 6.432MHz
(1)
L
(2
1 f0 )2 C
1
(2 465103)2
200 1012
585.739H
QL
f0 BW
465103 8 103
58.125
1
1
S
2
2
1 QL2
ห้องสมุดไป่ตู้
0
0
1
QL2
f f0
f0 f
1
0.375
1
58.1252
465+10 465
465 465 10
2
第01章 小信号调谐放大器
1-14已以知及解晶：体AV管0 的1y0参0 数Gy，fTe 可，先f0算出10如M下H结z ，果BW 500 kHz
西安交大高频电子线路课件-第5章+高频功率放大器
β0
高频区：0.2 fT f fT
故直接进行高频区或中频区的分析 和计算是相当困难的。本节将从低频区 的静态特性来解析晶体管的高频功放的 工作原理。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
为了对高频功率放大器进行定量分析与计算，
关键在于求出电流的直流分量Ic0与基频分量Icm1。
最好能有一个明确的数学表达式来显示二者与通角
(2) 改变VCC，但Rp、Vb、VBB不变：当集电极供电电 压VCC由小至大变化时，放大器的工作状态由过压 经临界转入欠压。
在欠压区内，输出电流的 振幅基本上不随VCC变化 而变化，故输出功率基本 不变；而在过压区，输出 电流的振幅将随VCC的减 小而下降，故输出功率也 随之下降。
VCC变化时对工作状态的影响
波形系数
其中：尖顶余弦脉冲的分解系数
0
(qc
)
sinqc qc cosqc (1 cosqc )
1
(q
c
)
q
c cosqc sinq (1 cosqc )
c
n
(qc
)
2
sin
nqc cosqc n cos nqc sin n(n2 1)(1 cosqc )
qc
g1(qc )
Icm1 Ic0
P VCC Ic0
Pc P Po
0
欠压
临 界
过压
Rp
临界区 欠压区
iC
过 压 区
vbemax
vce
2. 高频功放的负载特性
I cm1 Ic0
Po
1 2 VcmIcm1
c
Po P
P VCC Ic0
Vcm
Pc P Po
高频电路原理及分析-习题解答
为乙类工作。 (3) 利用功放放大等幅度的信号时，功放应选在过压状态，此
时有较大的输出功率和效率。 也可以选择在过压状态，此 时输出电压幅度比较稳定。
3－14 当工作频率提高后，高频功放通常出现增益下降，最大 输出功率和集电极效率降低，这是由哪些因素引起的？
解3-14 主要原因是 1. 放大器本身参数，如β、α随频率下降。 2. 电路失谐，集电极阻抗减小。 3. 少数载流子渡越时间效应。 4. 非线性电抗效应，如CbˊC 的影响。 5. 发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。
第4章习题参考答案
4-1
4-2
4-3
4－1 什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？振荡 器输出信号的振幅和频率分别是由什么条件决定？
高频电路原理与分析
• 第一章 • 第二章 • 第三章 • 第四章 • 第五章 • 第六章
第1章习题参考答案
1-1
1-2
1-3
1－1 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功 用。 答：
话 筒
音频 放大器
调制器
变频器
激励放大
输出功 率放大
载波 振荡器
天线开关
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
•当单独改变Eb时，随着Eb的负向增大，工作状态的变化是从过 压逐步变化到欠压状态。
•当单独改变Ub时，随着Ub的增大，工作状态的变化是从欠压逐 步变化到过压状态。
3－9 已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状 态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在 此过程中集电极输出功率如何变化？
高频电子线路习题及答案
第2章 选频网络1.有一并联回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率为1605kHz 。
现有两个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100pF ；另一个电容器的最小电容量为15pF ，最大电容量为450pF 。
试问：1）应采用哪一个可变电容器，为什么？2）回路电感应等于多少？3）绘出实际的并联电路图。
（答案：1）选15450pF pF 的电容；2）180H μ）2.给定串联谐振回路的001.5,100,f MHz C pF ==谐振时电阻Ω=5R 。
试求0Q 和0L 。
又若信号源电压振幅1sm V mV =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路元件上的电压0L m V 和0C m V 。
（答案：0212.2Q =；0112.6L H μ=；00.2I mA =； 00212.2L m C m V V mV ==）3.串联回路如图1所示。
信号源频率01f MHz =，电压振幅0.1sm V V =。
将11端短接，电容C 调到100pF 时谐振。
此时，电容C 两端的电压为10V 。
如11端开路再串接一阻抗X Z （电阻与电容串联），则回路失谐，C 调到200pF时重新谐振，总电容两端电压变为 2.5sm V V =。
试求线圈的电感量L 、回路品质因数0Q 值以及未知阻抗X Z 。
（答案：253L H μ=；0100Q =；47.7X R =Ω；200X C pF =） 图14.给定并联谐振回路的MHz f 50=，pF C 50=，通频带kHz f 15027.0=∆。
试求电感L 、品质因数0Q 以及对信号源频率为MHz 5.5时的失调。
又若把7.02f ∆加宽至kHz 300，应在回路两端再并联上一个阻值多大的电阻？（答案：20L H μ=；033.3Q =；6.36ξ=；21L R k =Ω）5.并联谐振回路如图2所示。
已知通频带7.02f ∆，电容C 。
(完整版)高频功率放大器毕业课程设计
高频电子线路课程设计高频功率放大器姓名：专业班级：学号：学院：指导教师：2010年6月2日摘要在通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗要求发射机具有较大的功率输出，通信距离越远，要求输出功率越大。
为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。
高频功率放大器是无线电发射没备的重要组成部分，按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。
目录摘要 (1)一选题意义 (3)二总体方案 (4)2.1方案论证 (4)2.2甲类谐振放大器 (4)2.3丙类高功放 (5)2.4总体电路设计 (6)三各部分设计及原理分析 (6)3.1电路工作原理 (6)3.2高功放性能分析 (9)3.2.1 谐振功率放大器的动态特性 (9)3.2.2 功率放大器的负载特性 (9)3.2.3 放大器工作状态的调整 (10)四参数选择 (12)4.1设计任务要求 (12)4.2参数计算 (12)4.2.1 甲类谐振放大器参数计算 (12)4.2.2丙类功放的参数计算 (14)五电路仿真与结果分析 (16)5.1输入信号波形 (16)5.2一级甲类放大波形 (16)5.3两级甲类放大波形 (17)5.4最终输出波形 (17)六结果分析 (18)七元件清单 (19)八心得体会 (20)九参考文献 (21)一选题意义现代通信的发展趋势之一是在宽波段工作范围内能采取自动调谐技术，以便于迅速转换工作频率。
由于在发射机里的振荡器所产生的高频振荡频率很小，因此在它后面要经过一系列的放大——缓冲级、中间放大级、末级功率放大器，获得足够的高频功率后，才能馈送到天线上辐射出去。
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v BE VBB Vbm cost
或电压 电流
iC
v
V CC
iC
v bE max
t
－ V BB
vBE
V bm
1. iC 与vBE同相，与vCE反相； 2. iC 脉冲最大时，vCE最小； 1 T Pc i C v CE dt T 0 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
c
Pc P Po
过压
欠压
临 界
Rp
1 Vcm I cm1 1 c g1 (q c ) 2 VCC I c0 2
I cm1
I c0
1 Po Vcm I cm1 2
Po c P P VCC I c0
0
Vcm
欠压
临 界
Pc P Po
过压
过压
(b)乙类 class-B amplifier
(c)甲乙类 class-AB amplifier
(d)丙类 class-C amplifier
5. 效率与失真矛盾的解决
丙类 (C 类 ) 放大器的效 率最高，但 是波形失真 也最严重。
iC I c0 I cm1 sin t I cm2 sin 2t I cmn sin nt
1. 掌握高频功率放大器的工作原理 2. 掌握高频功率放大器的折线近似分析法 3. 熟悉高频功率放大器的电路组成原则与匹配 网络的计算 4. 掌握传输线变压器的工作原理 5. 了解倍频器的工作原理 6. 理解放大器的欠压、临界、过压三种工作状态
1.
功率放大电路的主要特点 非线性(大信号)
输出功率
⑴ 允许轻微非线性波形失真。
分析基波分量Icm1、集电极效率η c和输出功率Po 随通角qc变化的情况，从而选择合适的工作状态。
1 n 0
当qc≈120时，Icm1/iCmax最 大。在iCmax与负载阻抗Rp 为某定值的情况下，输出 功率将达到最大值。但此 时放大器处于甲乙类状态， 效率太低。
1 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1.0 2 2.0 0 1 0
R
0
p
欠压
临 界
R
Ropt
p
结论：
图6.3.7 负载特性曲线
欠压：恒流，Vcm变化，Po较小，ηc低，Pc较大； 过压：恒压，Icm1变化，Po较小，ηc可达最高； 中间放大级 临界：Po最大，ηc较高； 发射机末级 最佳工作状态
1. 改变ＶCC对工作状态的影响
当 Vbm 、 VBB 、 RP 不变时，动态特性曲线与 VCC 的关系。
转移 特性 理想化
o V BZ
iC 图 6.2.1
t - qc 0 + qc
高频功率放大器的基本电路
VBB
+ qc
- qc 0
v be
v be
V bm
t
v BE VBB Vbm cost
电流、电压波形
vCE V cm vCE
v CE VCC Vcm cost
ic maxCE min 0 qc V BZ
由曲线可知：极端情况qc=0时： 0.3
I cm1 iC max1 (0) 0
如果此时=1，c可达100%。
3 140 100 20 40 60 80 120 160 180 qc
图6-9 尖顶脉冲的分解系数
为了兼顾功率与效率，最佳通 角取70左右。
I cm1 iC max1 (qc )
3. 改变ＶBB对工作状态的影响
v BE VBB Vbm cost
iC
vbemax2 vbemax3 iC
当 VCC 、 Vbm 、 RP 不变时，动态特性曲线与 VBB 的关系。
iC • vbemax3 vbemax1
•
•
vbemax2
VBB VBB VBB
• • •
vBE vbe
(q ) q cosq c sin q c g1 (q c ) 1 c c 0 (q c ) sin q c q c cosq c
(q ) g1 (q c ) 1 c 2 0 (q c )
1 0.5 0.4 0.2 0.1 0 2.0 1.0 0 1 0 2
(b)
电路正常工作（丙类、谐振）时， 外部电路关系式：
v BE VBB Vbm cost
v CE VCC Vcm cost
I cmn cosnt
iC I c0 I cm1 cost I cm2 cos2t
直流功率： P==VCC Ic0 输出交流功率：
3 140 100 20 40 60 80 120 160 180 qc
尖顶脉冲的分解系数
分析基波分量Icm1、集电极效率η c和输出功率Po 随通角qc变化的情况，从而选择合适的工作状态。
Po 1 Vcm I cm1 1 1 (q c ) 1 c g1 (q c ) n 1 P 2 VCC I c0 2 n (q c ) 2 0
2 sin nq c cosq c n cosnq c sin q c n (qc ) n(n 2 1)(1 cm1 1 (q c ) g1 (q c ) I c0 0 (q c )
qc cosqc sin q c g1 (q c ) sin q c q c cosq c
2 V 1 2 1 cm I cm1Rp Po Vcm I cm1 2Rp 2 2
集电极效率：
vCE VCC Vcm cost
Po c P
1 Vcm I cm1 1 2 g1 (q c ) VCC I c 0 2
Vcm 电压利用系数 VCC
波形系数
1. 高频功放的动态特性
通过折线近似分析法定性分析其动态特性，首先，建 立由Rp和VCC 、VBB、Vbm 所表示的输出动态负载曲线。
iC gcVbm cost cosqc
cosqc VBB VBZ Vbm
v CE VCC Vcm cost
Vbm iC gc V v CE VCC Vcm cosq c gd v CE V0 cm
I cm1 g1 (q c ) I c0
一般利用晶体管的静态特性曲线，但由于晶体管的 静态特性曲线与频率有关，如右图所示了 与 f 之间的 关系。而通常所说的静态特性曲线是指低频区：
低频区： f 0.5 fβ
中频区： 0.5 fβ
高频区：0.2 f T
f 0.2 f T
β0
f fT
解：3）选qc=70o， 0 (qc ) 0.253
1 (qc ) 0.436
I cm1 178 4） i mA 408mA 750mA C max 1 (qc ) 0.436
未超过电流安全工作范围。 5） I cm0 iCmax0 (qc ) 408 0.253mA 103mA 6） P VCC Ic0 24103103 W 2.472W
0.5fβ fβ 0.2fT fT
故直接进行高频区或中频区的分析 和计算是相当困难的。本节将从低频区 的静态特性来解析晶体管的高频功放的 工作原理。
为了对高频功率放大器进行定量分析与计算， 关键在于求出电流的直流分量Ic0与基频分量Icm1。 最好能有一个明确的数学表达式来显示二者与通角 θc的关系，以便于电路设计和调试时，对放大器工 作状态的选择指明方向。 考虑到谐振功率放大器工作于丙类（非线性、 大信号）状态，采取图解法与数学解析分析相折中 的办法：折线近似分析法。
v Cmin v CE(sat) 1.5V
Vcm VCC v Cmin 24 1.5V 22.5V
2）
2 (22.5) 2 Vcm Rp 126.5 2Po 2 2
Vcm 22.5 I cm1 A 0.178A 178mA Rp 126.5
=gc(Vbmcosωt–VBZ－VBB) =gcVbm (cosωt–cos qc) 当t= qc时，iC= 0
v be
v
be
- qc o + qc
0
V bm
v BE VBB Vbm cost
t
当t=0时，iC= iC max = gcVbm(1–cos qc)
取决于脉冲高度iC max与通角qc
iC=gcrvCE
图 6.3.1
晶体管的输出特性及其理想化
iC =gc(vBE–VBZ) (vBE ＞VBZ)
图 6.3.2 晶体管静态转移特性及其理想化
i B / iC
iC
转移 特性
集电极余弦脉冲电流：
iC =gc(vBE–VBZ) (vBE ＞VBZ)
t
VBB
- qc
+ qc
理想化 0 V BZ
vbemax1
• VCC
t
vce
•Q
VBB绝对值增加等效于减少 Vbm，两者都会使vbemax产生相同的变化
基极调幅作用是通过改变ＶBB来改变Ｉcm1与Ｐo才能 实现的，因此，必须工作于欠压区。
例6.3.1 有一个用硅NPN外延平面型高频功率管3DA1做成 的谐振功率放大器，设已知ＶCC＝24Ｖ，Ｐｏ＝２Ｗ，工作 频率＝１MHz。试求它的能量关系。由晶体管手册已知其 有关参数为fＴ≥70MHz ，Ap（功率增益）≥13 dB，ＩCmax ＝750ｍＡ,ＶCE(sat)(集电极饱和压降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。 解：１）由前面的讨论已知，工作状态最好选用临界状态。 作为工程近似估算，可以认为此时集电极最小瞬时电压
cosqc
VBB VBZ Vbm