(完整版)高频电子线路教案第三章高频功率放大器
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高频电路基础第3章 高频功率放大器
• 过压区：由于晶体管饱和， 输出电压趋于不变；由于出 现凹陷，输出基波电流也趋 于不变，所以输出功率趋于 不变。
2016/6/20 高频电路基础
Po Vcm1 Icm1
欠压 临界 过压
Vbm
12
临界状态下的输出
ic ic Vbm Icm t 0 VCC 0 vce VBB+Vbe(on) 0 Vces Vcm 0 t
Po 2 Pi 1 0.1W 1 GP lg ( ) lg (1.3) 10
2016/6/20 高频电路基础
17
负载变化对于C类功放的影响
ic re 小 re 大
0
Vbm
VCC
vce
• 保持输入 vbm不变, 保持电源电压VCC不变 • 通过改变 re ，研究C类功放的输出随负载阻抗改变的规律
20
集电极调制特性
集电极电压VCC 增大，工作状 态趋于欠压区；VCC 减小，工 作状态趋于过压区 欠压区：由于晶体管的恒流特 性，导致输出电压和输出电流 均基本不变，输出功率亦基本 不变
过压区：晶体管进入饱和区， 输出电压、输出电流以及输出 功率受VCC 控制（调制）
2016/6/20 高频电路基础
2016/6/20
三个特性的总结与应用
综合效率、输出功率等因素，C类谐振放大器一般设计在临 界状态工作。 常用负载特性来判断放大器的工作状态：在欠压状态，输出 功率随 re 加大而加大，集电极电流随 re 加大而减小（但不明
显）。在过压状态，输出功率随 re 加大而减小，集电极电流
随 re 加大而明显减小。
2016/6/20 高频电路基础
26
C类功率放大器的实际电路
2016/6/20 高频电路基础
Po Vcm1 Icm1
欠压 临界 过压
Vbm
12
临界状态下的输出
ic ic Vbm Icm t 0 VCC 0 vce VBB+Vbe(on) 0 Vces Vcm 0 t
Po 2 Pi 1 0.1W 1 GP lg ( ) lg (1.3) 10
2016/6/20 高频电路基础
17
负载变化对于C类功放的影响
ic re 小 re 大
0
Vbm
VCC
vce
• 保持输入 vbm不变, 保持电源电压VCC不变 • 通过改变 re ，研究C类功放的输出随负载阻抗改变的规律
20
集电极调制特性
集电极电压VCC 增大，工作状 态趋于欠压区；VCC 减小，工 作状态趋于过压区 欠压区：由于晶体管的恒流特 性，导致输出电压和输出电流 均基本不变，输出功率亦基本 不变
过压区：晶体管进入饱和区， 输出电压、输出电流以及输出 功率受VCC 控制（调制）
2016/6/20 高频电路基础
2016/6/20
三个特性的总结与应用
综合效率、输出功率等因素，C类谐振放大器一般设计在临 界状态工作。 常用负载特性来判断放大器的工作状态：在欠压状态，输出 功率随 re 加大而加大，集电极电流随 re 加大而减小（但不明
显）。在过压状态，输出功率随 re 加大而减小，集电极电流
随 re 加大而明显减小。
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C类功率放大器的实际电路
电子教案-高频电子教案(第三版)-高频电子教案(第三版)-3fuxi-电子课件
Po
O欠压
临界
PC
过压
RP
电压、电流变化曲线
功率、效率变化曲线
临界时Po最大， PC较小，效率较高，功放性能最佳。
匹配 负载
Rpopt
1
U
2 cm
2 Po
1（VCC UCE(sat)）2
2
Po
3.3 谐振功率放大器电路
主要要求：
了解谐振功放常用的直流馈电电路及其特点。 掌握谐振功放中滤波匹配网络的作用，了解其 主要要求。 了解基本滤波匹配网络的组成、分析与设计。
C
Po PD
1 2
I c1m I C0
Ucm VCC
1 1( ) Ucm 2 0 ( ) VCC
1 2
g1 (
)
3.2 谐振功率放大器的特性分析
主要要求：
理解谐振功放过压、欠压、临界工作状态的特点 掌握丙类谐振功放的负载特性。
了解VCC、VBB 、Uim对谐振功放工作状态的影响
了解谐振功放的应用
RP 1 RL
（2） 高阻变低阻型
L
L
C’
RP
C RL
RP
R’L
电路在工作频率上达到串联谐振，即
Q根据阻抗匹配要求确定，即 Q RL 1 RP
LC网络的阻抗变换作用
1. 串并联网络的阻抗变换
XS
YS
RS
RP XP YP
RP RS (1 Q2 )
1 X P XS (1 Q2 )
串并联网络变换后，电抗性质不变
2. L型滤波匹配网络的阻抗变换 （1）低阻变高阻型
L
RP C
RL
RP C
L’ R’L
电路在工作频率上达到并联谐振，即
[理学]3-高频功率放大电路讲课教案
![[理学]3-高频功率放大电路讲课教案](https://img.taocdn.com/s3/m/91e99371998fcc22bdd10d63.png)
0 θ
C
斜率-gd
B
D UCC uCE
C
FQ
uCE
UCm ωt
2020/6/20
30
Ucm Ic1m
Ic0
PD PO
O 过压
临界
Ucc
欠压
O 过压
临界
(b)
Ucc 对工作状态的影响
PC V cc
欠压
2020/6/20
31
（ 2）改变Ubm或UBB对工作状态的影响
UCC、UBB与R∑不变，改变激励电压Ubm，设原先工作 在临界状态
PD＝UCCIC0
交流功率Po： P OIc1 U c1 2Ic1m U cm 1 2I2c1m R
集电极效率η：
PO 1 Ic1mUcm
PD 2 IC0Ucc
集电极功耗PC： P CP DP OP D (1)
实现大功率、高效率的途径：
➢增大输入信号振幅
➢降低静态工作点
思考：丙类功放工作在谐振状态，如果失谐会有什么后 果？
f3f(2ftA(4)t(f)tA1)(t) 4A/
A
OO
t t
OO
t t
2020/6/20
8
丙类功率放大 器输出电流
ic
其频谱为
ωt θ
… …
ωω
0
通 过 滤 波 器 后 的0
ω ω0 0
2ω 0 2ω0 3ω 03ω0
电流为：
中O心频率为ω0 的带通滤波器
t
❖结论：丙类功放无失真放大信号的条件是：加入带通滤波 器将丙类功放非线性状态所产生谐波成分滤除。
/°
/°
尖顶余弦脉冲的分解系数α(θ)与波形系数g1(θ)
C
斜率-gd
B
D UCC uCE
C
FQ
uCE
UCm ωt
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30
Ucm Ic1m
Ic0
PD PO
O 过压
临界
Ucc
欠压
O 过压
临界
(b)
Ucc 对工作状态的影响
PC V cc
欠压
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（ 2）改变Ubm或UBB对工作状态的影响
UCC、UBB与R∑不变，改变激励电压Ubm，设原先工作 在临界状态
PD＝UCCIC0
交流功率Po： P OIc1 U c1 2Ic1m U cm 1 2I2c1m R
集电极效率η：
PO 1 Ic1mUcm
PD 2 IC0Ucc
集电极功耗PC： P CP DP OP D (1)
实现大功率、高效率的途径：
➢增大输入信号振幅
➢降低静态工作点
思考：丙类功放工作在谐振状态，如果失谐会有什么后 果？
f3f(2ftA(4)t(f)tA1)(t) 4A/
A
OO
t t
OO
t t
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8
丙类功率放大 器输出电流
ic
其频谱为
ωt θ
… …
ωω
0
通 过 滤 波 器 后 的0
ω ω0 0
2ω 0 2ω0 3ω 03ω0
电流为：
中O心频率为ω0 的带通滤波器
t
❖结论：丙类功放无失真放大信号的条件是：加入带通滤波 器将丙类功放非线性状态所产生谐波成分滤除。
/°
/°
尖顶余弦脉冲的分解系数α(θ)与波形系数g1(θ)
高频电子线路第3章高频功率放大器
ic I c 0 I c1m cos t I c 2m cos 2t ... I cnm cos nt
其中各分量的振幅：
1 I c0 2
I c1m 1
1 i d ( t ) c 2
c
c
c
c
I cM
cost cos c I sin c c cos c d (t ) cM ( ) 0 ( c ) I cM 1 cos c 1 cos c
窄带谐振放大器
有源器件 谐振回路 采用具有滤 波特性的选 频网络作为 负载
丙类
四、谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同
相同之处：它们放大的信号均为高频信号，而且放大器的负 载均为谐振回路。 不同之处：激励信号幅度大小不同；放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。
ic ic
ic ic
Q
o o
o
eb
t
尖顶余弦脉冲
图3-5丙类状态下集电极电流波形
1、iC表达式:
u BE VBB U bm cost 由 iC g c (u BE U BZ ) iC g c (VBB U bm cost U BZ )(3 9)
图3-3
2, iC两参数:I CM 、c
另外，为了分析方便，根据理想化输入特性，将理想化输 出特性曲线中的参变量ib 改为ube。
图中 ib=7mA，由输入特性
可知，uce=0.68V时，对应 的ic=180mA；而 ib=0 时， ube=0.6V，在0.60V-0.68V之 间，可按每间隔0.02V画出
水平线，即得到以ube为参
变量的理想化特性曲线。这 样的理想化特性正好满足gc 为常数。
高频电子线路第3章-高频功率放大器电路PPT课件
的位置可能发生移动。因此，根据A点的位置不同，谐振功率 放大器有欠压、临界和过压三种工作状态。
u CE
25
图3.7 三种状态下的动态特性及集电极电流波形
动态线A1B1C1：斜率最大,即对应的负载Re最小, 相应的输 出电压振幅Ucm1也最小, 晶体管工作在放大区和截止区。
动态线A2B2C2：斜率较小，与特性曲线相交于饱和区和放 大区的交点处(此点称为临界点), 相应的输出电压振幅Ucm2增大, 晶体管工作在临界点、放大区和截止区。
（3.23）
C
Po PD
1 I c1m 2 I C0
U cm VCC
1 2
g1 ( )
（3.24） 16
其中， U cm
VCC
称为集电极电压利用系数， 1 。
g1 ( )
I c1m I C0
1 ( ) 0 ( )
称为波形系数。
g1( ) 是导通角 的函数，且是单调的，其关系如图3.5所示。
谐振回路：滤波和阻抗匹配
偏置电压
VBB<0.7V
图3.1 高频谐振功率放大器原理电路图
4
设输入信号 ui Uim cost ，从图3.1(c)电路可见，
晶体管基极与发射极之间的电压为：
uBE VBB ui VBB Uim cost （3.1） VBB本身包含正负号
晶体管集电极与发射极之间的电压为：
27
图3.9谐振功率放大器的负载特性
可以看到, 随着Re的逐渐增大, 动态线的斜率逐渐减小, 由欠
iC max
Ic0
0 (70)
100 0.253
395 mA
由式(3.17) 可求得 由式(3.21) 可求得
Ic1m iC max 1(70) 395 0.436 172 mA
u CE
25
图3.7 三种状态下的动态特性及集电极电流波形
动态线A1B1C1：斜率最大,即对应的负载Re最小, 相应的输 出电压振幅Ucm1也最小, 晶体管工作在放大区和截止区。
动态线A2B2C2：斜率较小，与特性曲线相交于饱和区和放 大区的交点处(此点称为临界点), 相应的输出电压振幅Ucm2增大, 晶体管工作在临界点、放大区和截止区。
（3.23）
C
Po PD
1 I c1m 2 I C0
U cm VCC
1 2
g1 ( )
（3.24） 16
其中， U cm
VCC
称为集电极电压利用系数， 1 。
g1 ( )
I c1m I C0
1 ( ) 0 ( )
称为波形系数。
g1( ) 是导通角 的函数，且是单调的，其关系如图3.5所示。
谐振回路：滤波和阻抗匹配
偏置电压
VBB<0.7V
图3.1 高频谐振功率放大器原理电路图
4
设输入信号 ui Uim cost ，从图3.1(c)电路可见，
晶体管基极与发射极之间的电压为：
uBE VBB ui VBB Uim cost （3.1） VBB本身包含正负号
晶体管集电极与发射极之间的电压为：
27
图3.9谐振功率放大器的负载特性
可以看到, 随着Re的逐渐增大, 动态线的斜率逐渐减小, 由欠
iC max
Ic0
0 (70)
100 0.253
395 mA
由式(3.17) 可求得 由式(3.21) 可求得
Ic1m iC max 1(70) 395 0.436 172 mA
高频电子线路第3章高频功率放大器
第四十页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟
第四十一页，共71页。
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第四十二页，共71页。
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第四十三页，共71页。
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第四十四页，共71页。
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第四十五页，共71页。
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高频(ɡāo pín)电子线路 第3章高频(ɡāo pín)功率
放大器
2021/1111//1122
第一页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟
第二页，共71页。
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第三页，共71页。
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第四页，共71页。
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第五页，共71页。
第六十八页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟
第六十九页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟
第七十页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟
第七十一页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟
第四十六页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟来自第四十七页，共71页。
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第四十八页，共71页。
书山有路勤为径，学海无涯苦做舟
第四十九页，共71页。
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第五十一页，共71页。
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高频电子线路阳昌汉版第3章高频功率放大器
输入匹配网络
根据晶体管的输入阻抗和信号源阻抗，设计合适的输入匹配网络 ，实现最大功率传输和最小失真。
输出匹配网络
根据负载阻抗和晶体管的输出阻抗，设计合适的输出匹配网络，实 现最大功率传输和最小失真。
阻抗变换
采用阻抗变换技术，如L型、π型或T型网络等，实现输入、输出阻 抗与信号源、负载阻抗的匹配。
04
高频功率放大器是一种电子设备 ，用于将低频信号放大为高频信 号，并且能够输出足够的功率以 驱动负载。
作用
高频功率放大器在通信、广播、 电视、雷达、导航等领域中广泛 应用，是实现信号传输和处理的 关键部件之一。
发展历程及现状
发展历程
高频功率放大器的发展经历了电子管、晶体管、集成电路等不同的技术阶段， 随着半导体技术的不断进步，高频功率放大器的性能不断提高，体积不断缩小 。
偏置电路设计
静态工作点设置
根据晶体管的特性和工作 要求，设置合适的静态工 作点，以确保放大器在正 常工作范围内。
温度补偿
采用温度补偿电路，减小 温度变化对放大器性能的 影响。
偏置电路稳定性
采用合适的偏置电路结构 和元件参数，确保偏置电 路的稳定性，避免自激振 荡和失真等问题。
输入输出匹配网络设计
模块化设计
实现不同功能模块之间 的灵活组合和配置，提 高放大器的适应性和可 扩展性。
数字化控制
采用数字信号处理技术 对放大器进行精确控制 和管理，提高性能和稳 定性。
面临的挑战及解决思路
散热问题
高频功率放大器在工作过程中会产生大量热量，需要采取有效的散 热措施，如使用高效散热器、优化散热结构等。
线性度与效率的矛盾
宽带放大技术
宽带放大原理
01
高频电子线路第 3 章 高频功率放PPT课件
为了便于分析，输出特性曲线的参变量
采用电压 ,而不是 。曲线由
u CE
iB 和
u 决B 定 E 。V B B u i V B B U ico t suCE V CC U cm co ts
图3-4
和U
集电极电流脉冲的宽度主要取决于 im的大小 。
V
BB
由图3-4还可以看出：
•
1.欠压状态：R
p
较小，U
集电极的输出电压仍然是不失真的余弦波。
根据三极管的输入特性可知，将产生 基极脉冲电流，将用傅氏级数展开即
I B I b o I bc 1m t o I bs c 22 m o t I s bc nn m o t s
将 iC 用傅氏级数展开得
I C I c o I cc 1m t o I cs c 22 m o t I s cc nn m o t s
•
3.过压状态：R
p
很大，U
也很大的情况。
cm
动态线的上端进入了晶体管特性曲线的饱
和区，此时集电极电流波形为凹顶状，且
脉冲幅度较低。
• （1）谐振功率放大器的负载特性
所谓的负载特性就是当VBB，V CC ，U im
一定时，放大器的电流、电压、功率和效 率等随 R p 变化的特性。
（2）V CC 对放电器工作状态的影响
• 在工作频率上，等效并联回路发生谐振， 此时，L形匹配网络可把实际电阻变换为放
大器处于临界状态时所要求的较大的谐振 阻抗,理论分析可以求得:
Q RP 1 RL
X2 RL(RPRL)
X1 RP
RL RP RL
图3-12a所示为高阻抗变低阻抗的输出匹配 网络
图3-12a
高频电子线路第3章-高频功率放大器
中间级
输出级
特点： （1）输入信号大，一般在几百毫
伏～几伏数量级 （2）一般VBB < UBZ，发射结反偏，
保证放大器工作于丙类状态。 （3）负载为LC回路，调谐于输入信号
的中心频率，选频滤波和阻抗变换 作用。 （4）采用近似的分析方法——折线法 来分析其工作原理和工作状态。
6
三、丙类高频功率放大器的工作原理
U0 VCC Ucm cosc
故动态特性的表示形式：
iC gd (uCE U0 )
uBE UBZ
iC 0
uBE UBZ
可见动态特性为折线，而不是一条直线。
21
4.动态特性的画法
iC
(一) 截距法
（1）在输出特性的 uCE 轴上取截距为
U0 VCC Ucm cosc得B点
A
•
gd
（2）u通be过m aBx点线作于斜A率点为，则gdB的A直直线线交即为
iC
iB
+
uBE
+ uCE
–
iC
iC
•
-
gc
uc
ICM
+
• • VBB
c
UBZ
uBEc c
c
ub
Ubm
设ub Ubm cost
则uBE VBB Ubm cost,VBB U BZ
iC 为尖顶余弦脉冲 ,可用傅立叶级数展开
7
uBE
UBZ
VBB
0 c
t
iB
iBmax
iC IC0 Ic1m cost （基波）
段的动态特性，则AB-BC为总动态特性
22
(二）虚拟电流法 在uCE VCC时，iC IQ
《高频电子线路》3高频功率放大器
第 3 章 高频功率放大器
链接本章文稿主页面
可见： 可见：
设置V 使晶体管工作于丙类。 设置 BB< UBE(on) ，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大 可得集电极余弦电流脉冲。 时，可得集电极余弦电流脉冲。将LC 回路调谐在信号频率 就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。 上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。 在一个信号周期内， 在一个信号周期内，只有小于半个信号周期的时间内有集 电极电流流通（丙类放大），形成余弦脉冲电流。 ），形成余弦脉冲电流 电极电流流通（丙类放大），形成余弦脉冲电流。iCmax是 余弦脉冲电流的最大值， 是导通角（＜90 是导通角（＜ 余弦脉冲电流的最大值，θ是导通角（＜ o ）。 LC谐振回路的作用：（1）选频。滤除余弦脉冲电流中的 谐振回路的作用：（ ）选频。 谐振回路的作用：（ 直流和各次谐波，输出不失真的余弦波电压；（ ；（2） 直流和各次谐波，输出不失真的余弦波电压；（ ）阻抗匹 通过调节L 转换成功放管所需的负载值R 配。通过调节 、C 可将 RL 转换成功放管所需的负载值 e。 uc与 ui 反相 。当uBE为uBEmax时，iC 为iCmax ，而uCE为 uCEmin。 ic不仅出现时间短，而且只在uCE很小的时段内出现，因此 不仅出现时间短，而且只在 很小的时段内出现， 集电极损耗很小，功放效率较高。 集电极损耗很小，功放效率较高。
第 3 章 高频功率放大器
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3.1.2 余弦电流脉冲的分解
可证明
cos(ωt ) − cos θ iC = iCmax 1 − cos θ
查看证明过程
可将i 可将 C的脉冲序列展开为 iC = IC0 + Ic1m cosω t + Ic2m cos 2ω t + ... α n( θ ) ∞ = IC0 + ∑Icnm cos(nω t ) 0.6
高频电子线路第3章高频功率放大器
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3rew
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2021/1/4
高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
•3.5 集成高频功率放大器及其应用简介（略）
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高频电子线路第3章高频功率放大器
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高频电子线路第3章高频功率放大器
高频电子线路第三章高频功率放大器(上课)
(d)丙类 class-C amplifier
3.要解决的问题 提高输出功率 提高效率 管子的保护 减小失真（线性度）
C
输出功率 直流电源提供的直流功
率
=
Po = P
Po Po PC
P (直流电源功率 ) = Po (交流功率 ) PC (直流功耗 )
4. 效率与失真矛盾的解决
小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之处在于：
工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类。因此，采用负电源
作基极偏置。
失真
iC 转移
iC
特性
VBB
理想化
t
- qc
o V BZ
vbe - qc 0 +qc
+ q0c
v be
V bm
t
v BE VBB Vbm cost
E
图 高频功率放大器的 基本电路
iC cost cosqc
iCm a x
1 cosqc
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t Icmn cosnt
由傅里叶级数求系数，得
IC0
1 2π
qqcciCdt iCmax0 (qc )
图3.3.3 尖顶余弦脉冲
qc
g1(qc )
Icm1 Ic0
1(qc ) 0 (qc )
g1
(q
c
)
qc cosqc sinqc qc
s in q cosq
c c
下面分析基波分量Ic1m、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。
0
高频电子线路课件3-1详解
因为乙类和丙类放大的集电极电流为脉冲，只有 通过谐振回路选出周期脉冲电流的基波分量，产生 连续的基波电压输出。
回路调谐于工作频率是为了取出基波电压输出。
例2 为什么低频功率放大器不能工作于丙 类？而高频功率放大器不却能工作于丙类？
答：低频功率放大器所放大的信号频率一 般为20Hz~20kHz，其相对频带宽，不可 能谐振回路取出不同的频率分量，只能 采用甲类或乙类推挽的放大形式。而高 频功率放大器一般放大信号的相对频带 很窄，采用一个谐振回路就可以完成选 频作用，故可以工作在丙类。
(2)集电极效率 :
Po / P 5 / 6 83.3%
(3)谐振回路谐振电阻Rp :
由Po
1 2
U
2 cm
Rp
Rp
1
U
2 cm
2 Po
22.52 25
50.63
(4)基波电流Ic1m :
由Po
1 2
U
cmI
c1m
I c1m
2Po Ucm
25 22.5
444.4(mA)
(5)半通角c
由
1 2
(3 11)
t 0时, iC ICM ICM gcUbm (1 cosc )(式3 12)
第三节 丙类高频功放的折线分析法
二、集电极余弦电流脉冲的分解
已（知二i）c 余Ic弦o 电Ic流1m 脉cos冲itC的Ic分2m解co系s数t Icn cos nt，式中
I c o
1
2
iC d (t) ICM
第三章 高频功率放大器
第一节 概述 参考电子教案第三章第1~2页
第一节补充内容： 一，高频功放的主要要求：见下页 二，功放的种类：见下页
一，高频功放的主要要求
回路调谐于工作频率是为了取出基波电压输出。
例2 为什么低频功率放大器不能工作于丙 类？而高频功率放大器不却能工作于丙类？
答：低频功率放大器所放大的信号频率一 般为20Hz~20kHz，其相对频带宽，不可 能谐振回路取出不同的频率分量，只能 采用甲类或乙类推挽的放大形式。而高 频功率放大器一般放大信号的相对频带 很窄，采用一个谐振回路就可以完成选 频作用，故可以工作在丙类。
(2)集电极效率 :
Po / P 5 / 6 83.3%
(3)谐振回路谐振电阻Rp :
由Po
1 2
U
2 cm
Rp
Rp
1
U
2 cm
2 Po
22.52 25
50.63
(4)基波电流Ic1m :
由Po
1 2
U
cmI
c1m
I c1m
2Po Ucm
25 22.5
444.4(mA)
(5)半通角c
由
1 2
(3 11)
t 0时, iC ICM ICM gcUbm (1 cosc )(式3 12)
第三节 丙类高频功放的折线分析法
二、集电极余弦电流脉冲的分解
已（知二i）c 余Ic弦o 电Ic流1m 脉cos冲itC的Ic分2m解co系s数t Icn cos nt，式中
I c o
1
2
iC d (t) ICM
第三章 高频功率放大器
第一节 概述 参考电子教案第三章第1~2页
第一节补充内容： 一，高频功放的主要要求：见下页 二，功放的种类：见下页
一，高频功放的主要要求
高频电子线路第三章高频功率放大器全解
其中
U bm gd g U cm
U CCU bm U BBU cm U onU cm U0 U bm
由图（3.2.5）可以写出斜率值gd的另一种形式：
I Cm gd U cm (1 cos )
因为
I c1m I Cm1 ( )
R
U cm I c1m
所以
1 Rd 1 ( )(1 cos ) R gd
思考2：高频功放和低频功放的异同点？
相同点： 都是功率放大，追求的 目标都是高效、大功率。 不同点： 1、负载不同。 2、频率（频带）不同。
3.1 概述
1.什么叫功率放大电路？(《模拟电路》) 在实用电路中，往往要求放大电路的末级（即输出级） 输出一定功率，以驱动负载。能够向负载提供足够信号 功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
功放实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量 转化为交流能量。同时必然存在一定的能量损耗。
功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出 大电流，而是追求在电源（直流）电压确定的情况下， 输出尽可能大的功率。 主要类型：甲类、乙类、甲乙类、丙类等。 主要指标:输出功率Po 、效率η
2. 高频（谐振）功率放大器
iC
iC=g(uBE-Uon) 0
uBE≥Uon uBE＜Uon
﹡如果将输入信号在一个周期内的导通情况用对应的导通角度
2θ来表示, 则称θ为半通角，且 0°≤θ≤180°。
﹡晶体管内部特性(也叫转移特性)：
iC=g(UBB+Ubmcosωt-Uon)
(3.2.7)
当ωt=θ时, iC=0，可得到导通角计算式:
0
u CE
U bm gd g U cm
U CCU bm U BBU cm U onU cm U0 U bm
由图（3.2.5）可以写出斜率值gd的另一种形式：
I Cm gd U cm (1 cos )
因为
I c1m I Cm1 ( )
R
U cm I c1m
所以
1 Rd 1 ( )(1 cos ) R gd
思考2：高频功放和低频功放的异同点？
相同点： 都是功率放大，追求的 目标都是高效、大功率。 不同点： 1、负载不同。 2、频率（频带）不同。
3.1 概述
1.什么叫功率放大电路？(《模拟电路》) 在实用电路中，往往要求放大电路的末级（即输出级） 输出一定功率，以驱动负载。能够向负载提供足够信号 功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
功放实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能量 转化为交流能量。同时必然存在一定的能量损耗。
功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出 大电流，而是追求在电源（直流）电压确定的情况下， 输出尽可能大的功率。 主要类型：甲类、乙类、甲乙类、丙类等。 主要指标:输出功率Po 、效率η
2. 高频（谐振）功率放大器
iC
iC=g(uBE-Uon) 0
uBE≥Uon uBE＜Uon
﹡如果将输入信号在一个周期内的导通情况用对应的导通角度
2θ来表示, 则称θ为半通角，且 0°≤θ≤180°。
﹡晶体管内部特性(也叫转移特性)：
iC=g(UBB+Ubmcosωt-Uon)
(3.2.7)
当ωt=θ时, iC=0，可得到导通角计算式:
0
u CE
(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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三极管四种工作状态
根据正弦信号整个周期内三极管的
导通情况划分
甲类：一个周期内均导通
晶体管在输入信号的整个周期都导
通静态I C较大，波形好, 管耗大效
率低。
乙类：导通角等于180°
晶体管只在输入信号的半个周期内
导通，静态I C=0，波形严重失真, 管
耗小效率高。
甲乙类：导通角大于180°
晶体管导通的时间大于半个周期，
静态I C 0，一般功放常采用。
丙类：导通角小于180°
图3-4 各级电压和电流波形丙类(C类)高频功率放大器的折线分析法
图3-5 3DA21静态特性曲线及其理想化
cos cnm I +()c
d t θω
cos θ
出电路 。
宽频带功率放大器没有选频作用。
因此谐波的抑制成了一个重要的问题。
为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小的甲类或甲乙类状态，效率较低，也就是说宽频带放大器是以牺牲效率作为代价来换取宽频带输出的 。
传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，并绕在高导磁率低损耗的磁芯上构成的。
最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。
传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的，传输线变压器负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的终端电压。
两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处的线间电容很大，且在整个线上均匀分布。
其次，两根等长导线同时绕在高μ磁芯上，所以导线上均匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫分布参数电路。
在传输线变压器中，线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。
u s
u s
u s
R L
R L
R L
R s R s
R s (a) 结构示意图
(c) 普通变压器的原理电路
(b) 原理电路图
u 1
u 2
u 1
u 2
u 1
u 2。