3高频功率放大器PPT课件
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1.正向传输特性曲线理想化
如图a是理想化的正向传输特性，其解析式为
ic
0 gc
ube
Ubz
UbeUbz UbeUbz
其中：gc ic ube ,称为跨导。U bz 称为理想化
特性的导通电压。
2.输出特性曲线理想化
如图b是理想化的输出特性。它可分为饱和区、 放大区和截至区。
①饱和区：近似认为i c 只受u ce 的控制，而与 u be
IcM π 2sin nn c(cn2oc1 s)1(nccoonscsc)sincIcM n(c)
称为余弦电流脉冲分解系数。0(c) 为直流分量分解系数；1(c) 为
基波分量分解系数；n(c) 为n次谐波分量分解系数。
下图给出了 0 、 1
、 2
、
3
和 g1
1 0
与
c
的关系。
g1 1g10与 c 的关系
动态特性应同时满足外部电路和内部电路的关系式，则
ic
gcVbbUbmVcUccmuce
Ubz
gc UUbcmmuceUbmVccUUbzUbmcmVbbUcm
gd (uceU0)
式中 gd gc ubmuc是m 动态特性的斜率，u 0 是在 u ce 轴上的截距，其值为
U0VccUcm coθcs
IcMsiπn (1 c ccoccso)csIcM o(c)
Ic1m1 π ππiccoωsd tt1 π ccIcM c(1 o tscc oco s)cscotsdt
IcM cπ (1 sic nco ccso )csIcM 1(c)
Icnm 1 π ππiccoωsd tt1 π ccIcMc(o 1 tsco cco s)cscon stdt
余弦电流脉冲表示式(由脉冲高度
IcM和通角θc决定)
ic IcMcos1ctoscocsc
导通角
cos Ubz Vbb
Ubm
已知Vbb、Ubz和Ubm可确定高频功率放大器的半通角θc，有时也 称θc为通角。通常用θc=180°表示甲类放大；θc=90°表示乙类 放大；θc<90°表示丙类放大。
2、余弦电流脉冲的分解系数 周期性的电流脉冲可以用傅氏级数表示：
5、谐波抑制度:是对非线性高频功率放大器而提出的，也就是谐波分量相对于
基波分量越小越好。
第二节 谐振高频功率放大器的工作原理
一、基本电路形式
无论中间级还是输出级电路都可以等效为： 输入回路、非线性器件和带通滤波器成。
二、基本特点
特点： ①为了提高效率，放大器常工作于 丙类状态，流过晶体管的电流为失真 的脉冲波形；
第三章 高频功率放大器
主要内容 第一节 概述 第二节 谐振式高频功率放大器的工作原理 第三节 谐振功率放大器的折线分析法 第四节 谐振功率放大电路
第一节 概 述
一、高频功率放大器的功能
1.功能：用小功率的高频输入信号去控制高频功率放大器将直流电源供给 的能量转换为大 功率的高频能量输出。
2.功能的表示方法：输出电压与输入电压的ຫໍສະໝຸດ Baidu谱相同。
i c I c o I c 1 m ct o I c 2 m s c2 o t . s . I c .c nn m o t s
其中
IcoICM 0(c) 直流分量电流
Ic1mICM1(c) 基波分量电流幅值
…..
Ic n mICMn( c)
N 次谐波分量幅值
Ic021π ππicdt21π ccIcMc(o 1 stcoccso)csdt
谐振功率放大器导通角常取θc=60°～80°。
五、丙类高频放大器的动态特性
1、动态特性 在晶体管、电源电压Vcc和Vbb、输入信号振幅Ubm和输出信号振幅Ucm(或Rp)一 定的条件下，ic=f(ube,uce)的关系称为放大器的动态特性。
2、动态特性的作法
截距法 虚拟电流法
调谐于输入信 号的频率ω
无关。理想的饱和临界线为一条通过原点的斜线。 斜率：
gcr ic uce
②放大区：近似认为 i c 与u ce 无关。各条曲线为平
行于u ce 的水平线。对于等差的 ib 间隔应该是 相等的。
表征临界线的方程：
ic gcruce
三、集电极余弦电流脉冲的分解
1、余弦电流脉冲的表示式
当输入信号 ububmcost 时, 集电极电流 i c 的波形为余弦电流脉冲。
g1(c
)
1(c) 0(c)
称为集电极电压利用系数； 称为波形系数。
5、总结
在 1 的条件下
甲类工作状态：c 180 c 乙9类0工作状态： c 9丙0类工作状态：
g1(c) 1 g1(c)1.57
g1(c)1.57
c 50% c 78.5% c 78.5%
导通角的选择
在实际运用中，为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，
二、高频功率放大器的分类
1.按工作频率分：窄带功率放大器（丙类）-------------谐振功率放大器
宽带功率放大器（甲类或乙类推挽）--非谐振‥ ‥
2.按放大器的工作类型分：甲、乙、丙、丁、戊类放大。
二、主要技术指标
1、输出功率:放大器的负载得到的功率。
2、效率:高频输出功率与直流电源提供功率的比值。即能量转换的效率。 3、功率增益:高频输出功率和信号输入功率的比值.
②负载为谐振回路 取出基波分量，获 得正弦电压波形。
阻抗匹配。
谐振功率放大器原理图
谐振于输入
信号的频率
三、工作原理
第三节 谐振功率放大器的折线分析法
一、谐振高频功率放大器的折线分析法
1、工作大信号和非线性工作状态。 2、将晶体管特性曲线理想化成为折线进行分析，称为折线分析法
二、晶体管特性曲线的理想化
四、功率与效率
1、直流电源供给的直流功率
P==VccIco
2、高频输出功率
P01 2Ucm Ic1m1 2Ic21mRp1 2U Rc2pm
3、晶体管集电P 极C损耗P 功率PO
c4、 集P P 电 o极 效1 2 率U V c cm I I cc c 1 m o1 2 g 1(c)
其中， U cm V cc
截距法作动态特性：
放大器谐振回路调谐于输入信号频率 时。其外部电路的关系
式为
Ube Vbb Ubmcost; Uce Vcc Ucmcost
Ub eVb bUb mVcU ccU mc e
晶体管的特性是内部条件，其正向传输特性为
ic 0
ube ubz截止段
ic gc(ube ubz) ube ubz 导通段
如图a是理想化的正向传输特性，其解析式为
ic
0 gc
ube
Ubz
UbeUbz UbeUbz
其中：gc ic ube ,称为跨导。U bz 称为理想化
特性的导通电压。
2.输出特性曲线理想化
如图b是理想化的输出特性。它可分为饱和区、 放大区和截至区。
①饱和区：近似认为i c 只受u ce 的控制，而与 u be
IcM π 2sin nn c(cn2oc1 s)1(nccoonscsc)sincIcM n(c)
称为余弦电流脉冲分解系数。0(c) 为直流分量分解系数；1(c) 为
基波分量分解系数；n(c) 为n次谐波分量分解系数。
下图给出了 0 、 1
、 2
、
3
和 g1
1 0
与
c
的关系。
g1 1g10与 c 的关系
动态特性应同时满足外部电路和内部电路的关系式，则
ic
gcVbbUbmVcUccmuce
Ubz
gc UUbcmmuceUbmVccUUbzUbmcmVbbUcm
gd (uceU0)
式中 gd gc ubmuc是m 动态特性的斜率，u 0 是在 u ce 轴上的截距，其值为
U0VccUcm coθcs
IcMsiπn (1 c ccoccso)csIcM o(c)
Ic1m1 π ππiccoωsd tt1 π ccIcM c(1 o tscc oco s)cscotsdt
IcM cπ (1 sic nco ccso )csIcM 1(c)
Icnm 1 π ππiccoωsd tt1 π ccIcMc(o 1 tsco cco s)cscon stdt
余弦电流脉冲表示式(由脉冲高度
IcM和通角θc决定)
ic IcMcos1ctoscocsc
导通角
cos Ubz Vbb
Ubm
已知Vbb、Ubz和Ubm可确定高频功率放大器的半通角θc，有时也 称θc为通角。通常用θc=180°表示甲类放大；θc=90°表示乙类 放大；θc<90°表示丙类放大。
2、余弦电流脉冲的分解系数 周期性的电流脉冲可以用傅氏级数表示：
5、谐波抑制度:是对非线性高频功率放大器而提出的，也就是谐波分量相对于
基波分量越小越好。
第二节 谐振高频功率放大器的工作原理
一、基本电路形式
无论中间级还是输出级电路都可以等效为： 输入回路、非线性器件和带通滤波器成。
二、基本特点
特点： ①为了提高效率，放大器常工作于 丙类状态，流过晶体管的电流为失真 的脉冲波形；
第三章 高频功率放大器
主要内容 第一节 概述 第二节 谐振式高频功率放大器的工作原理 第三节 谐振功率放大器的折线分析法 第四节 谐振功率放大电路
第一节 概 述
一、高频功率放大器的功能
1.功能：用小功率的高频输入信号去控制高频功率放大器将直流电源供给 的能量转换为大 功率的高频能量输出。
2.功能的表示方法：输出电压与输入电压的ຫໍສະໝຸດ Baidu谱相同。
i c I c o I c 1 m ct o I c 2 m s c2 o t . s . I c .c nn m o t s
其中
IcoICM 0(c) 直流分量电流
Ic1mICM1(c) 基波分量电流幅值
…..
Ic n mICMn( c)
N 次谐波分量幅值
Ic021π ππicdt21π ccIcMc(o 1 stcoccso)csdt
谐振功率放大器导通角常取θc=60°～80°。
五、丙类高频放大器的动态特性
1、动态特性 在晶体管、电源电压Vcc和Vbb、输入信号振幅Ubm和输出信号振幅Ucm(或Rp)一 定的条件下，ic=f(ube,uce)的关系称为放大器的动态特性。
2、动态特性的作法
截距法 虚拟电流法
调谐于输入信 号的频率ω
无关。理想的饱和临界线为一条通过原点的斜线。 斜率：
gcr ic uce
②放大区：近似认为 i c 与u ce 无关。各条曲线为平
行于u ce 的水平线。对于等差的 ib 间隔应该是 相等的。
表征临界线的方程：
ic gcruce
三、集电极余弦电流脉冲的分解
1、余弦电流脉冲的表示式
当输入信号 ububmcost 时, 集电极电流 i c 的波形为余弦电流脉冲。
g1(c
)
1(c) 0(c)
称为集电极电压利用系数； 称为波形系数。
5、总结
在 1 的条件下
甲类工作状态：c 180 c 乙9类0工作状态： c 9丙0类工作状态：
g1(c) 1 g1(c)1.57
g1(c)1.57
c 50% c 78.5% c 78.5%
导通角的选择
在实际运用中，为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，
二、高频功率放大器的分类
1.按工作频率分：窄带功率放大器（丙类）-------------谐振功率放大器
宽带功率放大器（甲类或乙类推挽）--非谐振‥ ‥
2.按放大器的工作类型分：甲、乙、丙、丁、戊类放大。
二、主要技术指标
1、输出功率:放大器的负载得到的功率。
2、效率:高频输出功率与直流电源提供功率的比值。即能量转换的效率。 3、功率增益:高频输出功率和信号输入功率的比值.
②负载为谐振回路 取出基波分量，获 得正弦电压波形。
阻抗匹配。
谐振功率放大器原理图
谐振于输入
信号的频率
三、工作原理
第三节 谐振功率放大器的折线分析法
一、谐振高频功率放大器的折线分析法
1、工作大信号和非线性工作状态。 2、将晶体管特性曲线理想化成为折线进行分析，称为折线分析法
二、晶体管特性曲线的理想化
四、功率与效率
1、直流电源供给的直流功率
P==VccIco
2、高频输出功率
P01 2Ucm Ic1m1 2Ic21mRp1 2U Rc2pm
3、晶体管集电P 极C损耗P 功率PO
c4、 集P P 电 o极 效1 2 率U V c cm I I cc c 1 m o1 2 g 1(c)
其中， U cm V cc
截距法作动态特性：
放大器谐振回路调谐于输入信号频率 时。其外部电路的关系
式为
Ube Vbb Ubmcost; Uce Vcc Ucmcost
Ub eVb bUb mVcU ccU mc e
晶体管的特性是内部条件，其正向传输特性为
ic 0
ube ubz截止段
ic gc(ube ubz) ube ubz 导通段