《高頻電路原理與分析》（第四版） PPT電子課件教案-第3章 高頻諧振放大器.pptVIP

第3章 高頻諧振放大器,3.1 高頻小信號(hào)放大器 3.2 高頻功率放大器的原理和特性 3.3 晶體管高頻功率放大器的高頻效應(yīng) 3.4 高頻功率放大器的實(shí)際線路 3.5 丁類（d類）高頻功率放大器 3.6高頻功放、功率合成與射頻模塊放大器,3.1 高頻小信號(hào)放大器,3-1-1 高頻小信號(hào)放大器基礎(chǔ) 一、寬、窄帶小信號(hào) 高頻放大器綜述 寬帶放大器:相對(duì)頻帶 fh /fl 1 窄帶放大器:(fo很大時(shí)) 相對(duì)頻帶 fh /fl 1,小信號(hào)高頻放大器是線性放大器，甲類工作。,作用：放大信號(hào)幅度 要求：不失真、 增益盡量大、不自激，選擇性好,二、電路及高頻交流等效電路 小信號(hào)高頻放大器電路,寬帶放大,窄帶放大,交流通路,寬帶 窄帶,例：集成中放,3-1-2 晶體管高頻等效電路,1.物理模擬等效電路的模型： 混合型 （晶體管內(nèi)部情況描述） 2. 四端網(wǎng)絡(luò)參量等效電路： h參數(shù)、y參數(shù)、z參數(shù)、s參數(shù)等效電路 （用于放大器電路設(shè)計(jì)） 3. 高頻交流等效電路： 電路的交流通路等效 （用于電路分析）,一、晶體管混合型等效電路,(1) 基極體電阻 rbb : 5 100 rbb 較小時(shí)，高增益和低噪聲。 (2)發(fā)射結(jié)等效電阻 rbe : 500 2000 rbe =re = vt/ie 發(fā)射結(jié)等效電阻 re = vt/ie26mv/ie (3)發(fā)射結(jié)電容 cbe 100 500pf (4)集電結(jié)電阻 rbc 2 5m (可忽略) (5)集電結(jié)電容 cbc 0.5 5pf 為內(nèi)部反饋元件，嚴(yán)重影響放大器的性能指標(biāo)。 (6)受控電流源 gm vbe : 表征晶體管的放大作用。 gm 稱為晶體管的跨導(dǎo) gm=1/re =/rbe gm vbe = ib (7)集-射極電阻 rce : 10 100k (可忽略) (8)集-射極電容 cce : 2 10pf (可忽略),混合型等效電路的簡(jiǎn)化,高頻,低頻,二、晶體管網(wǎng)絡(luò)參量等效電路,共發(fā)射極電路 1h參數(shù)等效電路,h參數(shù)等效電路,2y參數(shù)等效電路,e,共發(fā)射極放大電路 y參數(shù)等效電路,三、y參數(shù)與混合型參數(shù)的關(guān)系(見教材p65),y參數(shù)定義,四、晶體管高頻特性的幾個(gè)頻率參數(shù),f 共射截止頻率 ft 特征頻率 f 共基截止頻率 fmax 最高振蕩頻率 fmaxf ft f f工作f時(shí)：|= ft /f工作 （ f = ft / ） ft =o f,五、 場(chǎng)效應(yīng)晶體管等效電路,優(yōu)點(diǎn)： (1)id與vgs是平方率關(guān)系，頻率變換方便； (2)線性區(qū)域?qū)挘瑒?dòng)態(tài)范圍大； (3)噪聲系數(shù)低； (4)輸入阻抗高 (高頻時(shí)與f的平方成反比下降，但仍大大高于雙極型晶體管)。 缺點(diǎn)：功率增益通常低于雙極型晶體管。,3-1-3 小信號(hào)寬帶放大器 調(diào)制信號(hào)帶寬較大時(shí)(如:全電視信號(hào)為8mhz),窄帶調(diào)諧放大器不易制作，采用： (1) 多級(jí)寬放與集中帶通濾波方法。 (2) 多級(jí)寬放與調(diào)諧放大器組合方法。 分析方法：高頻交流等效電路、傳遞函數(shù)等。 有關(guān)參量：增益、幅頻特性、相頻特性、 上限截止頻率、輸入阻抗、輸出阻抗 一、共e、共b、共c寬帶放大器 設(shè)：ai為電流增益, av為電壓增益 ，ri為輸入電阻, r0 為輸出電阻， fh 為上限截止頻率， bav 為增益帶寬乘積(b與av成反比) 高頻工作時(shí)的特點(diǎn)：,1.共發(fā)(共e)寬帶放大器 （1）ai ，av 均較大； （2）ri ，r0 均適中(容性:f ,等效r0 ); （3）為提高 fh 射極加電流串聯(lián)負(fù)反饋電阻，雖工作穩(wěn)定，但av，且 fh 仍較低。 2.共基(共b)寬帶放大器 （1）airecbe時(shí)，ri0（負(fù)阻）。 （3） fh與共e放大器同一數(shù)量級(jí)。,二、級(jí)聯(lián)組合放大器,利用各種電路的特點(diǎn)，及負(fù)反饋等方法，以提高放大器的性能。 1.共e-共b級(jí)聯(lián)寬帶放大電路 通過加大負(fù)載強(qiáng)度，以降低增益的代價(jià)來提高 fh。 共e（t1）-共b(t2)放大器電路 （1）t2的ri 小 t1的負(fù)載重， 則：av, fh； （2）rl(ul)與ri (us)被t2隔離，工作穩(wěn)定； （3）t1因負(fù)載重而av1，但t2有av2，所以總av仍較大； （4）t2的ai21，但t1的ai1較大，所以總ai仍較大；,2負(fù)反饋寬帶放大電路 通過負(fù)反饋，以降低增益的代價(jià)來提高fh，和工作的穩(wěn)定性。,三、電感串并聯(lián)補(bǔ)償寬帶放大電路 通過電感串并聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆椒?，提高fh（上限截止頻率）。 1集電極并聯(lián)補(bǔ)償電路,說明,幅 頻 特 性,無lc時(shí)：f , xc (負(fù)載加重）,av， 原fh較??； 有l(wèi)c時(shí)：f 到lc與c總的并聯(lián)諧振頻率fp時(shí)，等效負(fù)載阻抗值加大，放大器負(fù)載減輕，av。 且rc較大時(shí)，q較小，曲線平坦。 當(dāng) 新fh=1.73倍原fh時(shí)： 最平幅頻條件 :,最平時(shí)延條件 : k=0.322 兼顧兩條件取 : k=0.36,2集電極串并聯(lián)補(bǔ)償電路,說明,幅 頻 特 性,無lc時(shí)： 原fh較?。?有l(wèi)c時(shí)： fp處：lc與c2并聯(lián)諧振，等效負(fù)載阻抗值加大，放大器負(fù)載減輕，av。 fs處：ffp時(shí)，lc與c2回路容性。 等效電容與l串聯(lián)諧振， lc與c2回路(容性)上的阻抗最大，av。且rc，r 較大時(shí)，q 較小，曲線平坦。,3-1-4 小信號(hào)調(diào)諧放大器,一、概述 1小信號(hào)調(diào)諧放大器為窄帶(選頻)放大器，線性(甲類)工作。 2種類: *（單級(jí)）單調(diào)諧、雙調(diào)諧放大器； *（多級(jí)）調(diào)諧放大器，每級(jí)同頻工作，總通頻帶下降； *（多級(jí)）參差調(diào)諧放大器，每級(jí)工作頻率不同，總通頻帶提高。 特點(diǎn)：負(fù)載為諧振回路,二、小信號(hào)單調(diào)諧放大器 1單管共e調(diào)諧放大電路及等效電路,諧振回路電阻,最終等效電路,2定量分析 回路諧振頻率 回路通頻帶(即放大器通頻帶) 回路的有載 放大器選擇性 放大器電壓增益,上式表明：共e放大器的輸入、輸出相互牽制。 cbc0(yre0)時(shí)：yiyie，yoyoe,輸入導(dǎo)納,輸出導(dǎo)納,由上述公式可知, 電壓增益振幅與晶體管參數(shù)、負(fù)載電導(dǎo)、回路諧振電導(dǎo)和接入系數(shù)有關(guān)： (1) 為了增大au0, 應(yīng)選取|yfe|大, goe小的晶體管。 (2) 為了增大au0, 要求負(fù)載電導(dǎo)小, 如果負(fù)載是下一級(jí)放大器, 則要求其gie小。 (3) 回路諧振電導(dǎo)g0越小, au0越大。而g0取決于回路空載值q0, 與q0成反比。 (4) u0與接入系數(shù)p1、p2有關(guān), 但不是單調(diào)遞增或單調(diào)遞減關(guān)系。由于p1和p2還會(huì)影響回路有載值e, 而e又將影響通頻帶,所以p1與p2的選擇應(yīng)全面考慮, 選取最佳值。,三、小信號(hào)雙調(diào)諧放大器 電路和等效電路,優(yōu)點(diǎn)： 1. 通頻帶b0.7大于單調(diào)諧放大器； 2. 選擇性k0.1優(yōu)于單調(diào)諧放大器。 要求：兩回路參數(shù)完全對(duì)稱 三種耦合方式： 互感耦合-工作頻率高，調(diào)整困難； 電容耦合-簡(jiǎn)單、易調(diào)整，工作頻率低； 部分變壓器耦合-工作穩(wěn)定、易調(diào)整，工作頻率低。 雙調(diào)諧與單調(diào)諧性能比較： 單調(diào)諧放大器：通頻帶：b0.7=fo/q 選擇性：k0.1=9.96 電容耦合雙調(diào)諧放大器：臨界耦合 強(qiáng)耦合（谷點(diǎn)為0.7時(shí)） 通頻帶:b0.7=1.414fo/q b0.7=3.1fo/q 選擇性:k0.1=3.16 k0.1=1.44,四、多級(jí)小信號(hào)高頻放大器 1多級(jí)寬頻帶放大器 總增益av(n)為n級(jí)放大器增益的乘積； 總通頻帶 b0.7 下降。,2多級(jí)單調(diào)諧放大器（各級(jí)同頻工作） 總增益提高； 總通頻帶 b0.7下降； 總選擇性 k0.1 變好。,3. 多級(jí)雙調(diào)諧放大器（各級(jí)同頻工作） 總增益提高； 總通頻帶 b0.7下降 總選擇性 k0.1變好。,例：廣播收音機(jī)有三級(jí)中放(回路)，fo=465khz，要求通過b0.7為9khz的調(diào)幅信號(hào)，求每級(jí)中放的b0.7和回路q值。 解：三級(jí)放大：b的壓縮系數(shù)為0.51 （1）每級(jí)中放的b0.7=9/0.5118khz （2）回路q值 q=fo/b0.7=465/1826,五、參差調(diào)諧放大器 1雙參差調(diào)諧放大器,通過f1和f2的不同取值，可形成單峰或雙峰的總特性。 帶寬、增益與雙調(diào)諧接近，選擇性k0.1劣于雙調(diào)諧回路。,2三參差調(diào)諧放大器,三參差調(diào)諧放大器回路的參量選擇： f01=f0 f02=f0+0.43f0.7 f03=f0-0.43f0.7 b1=2f0.7 q1=q b2=0.52f0.7 q2=2q b3=0.52f0.7 q3=2q 式中： fo 為放大器的中心頻率; 2f0.7 為放大器的總帶寬(總幅頻特性); q 為放大器的等效品質(zhì)因數(shù),3.組合差調(diào)諧放大器 例1：?jiǎn)握{(diào)諧+雙調(diào)諧,例2：集總濾波+寬放+調(diào)諧,3-1-5 場(chǎng)效應(yīng)管高頻放大器 一、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管高頻放大器,兩管組成共s-共g級(jí)聯(lián)放大器。與共e-共b級(jí)聯(lián)放大器相同，除放大量大、工作穩(wěn)定、高頻特性好等特點(diǎn)外，還有噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、線性好等獨(dú)特性能。,二、雙柵效應(yīng)管高頻放大器 雙柵管內(nèi)部為共s-共g級(jí)形式。,3-1-6 調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性,一、原因,共e放大電路，y參數(shù)等效 (1)經(jīng)cbc反饋的電流if (yrevl)，與輸入信號(hào)幅度相同、方向相同時(shí)，電路產(chǎn)生自激；,(2)不滿足幅度、相位條件時(shí)，雖不產(chǎn)生自激，但破壞輸入回路的諧振特性。,共e單調(diào)諧放大器增益,低頻工作時(shí)：fe0,lc=0 放大器倒相，不會(huì)自激。 高頻工作時(shí)：fe0,lc0，及re， fe lc re ube(ib) ic uec uce yreuce(if) if：反饋電流，引起不穩(wěn)定，可能產(chǎn)生自激。 在c-b 間外加中和電容，引入負(fù)反饋(與if相位相反)，以破壞自激條件。,二、穩(wěn)定系數(shù)s,定義：放大器信號(hào)源電壓： 反饋電壓：,穩(wěn)定系數(shù)s：,1、s為正實(shí)數(shù)時(shí)，兩者同相，滿足自激振蕩條件 2、|s|1時(shí)，反饋量小，不會(huì)自激 3、|s|1時(shí)，反饋量大 ，放大器不穩(wěn)定，可能自激 單級(jí)放大電路一般取|s|=5-10 |s|過大，會(huì)導(dǎo)致增益下降。 4、 yres 和yfes,下面從兩個(gè)角度觀察穩(wěn)定系數(shù)s,（1）反饋觀點(diǎn) 已知：if = is 時(shí), 不穩(wěn)定且可能自激。 則： 反饋系數(shù)=if/is 越大越好。 （2）導(dǎo)納參數(shù)觀點(diǎn) 已知：yi中含有正反饋分量（if），則: ys+yi=0 時(shí)，為臨界自激條件。這時(shí)，正反饋的能量抵消了回路損耗的能量，即電納部分相互抵消。 帶入yi的公式，化簡(jiǎn)后為：,即：yres 和yfes,討論： s=1 臨界自激條件; s1 不易自激，但不一定穩(wěn)定； s1 正反饋弱，不自激，工作穩(wěn)定。 一般要求：s = 510,三、穩(wěn)定系數(shù)s與電壓增益av的關(guān)系 一般av, s, 易自激。 設(shè)：fe=0, re-/2 即：yfe=|yfe|, yre-jcre 則：,（1）s, avo； （2）為提高avo應(yīng)選|yfe|大和|yre|小的管子。 （以上為yre內(nèi)部反饋引起的放大器不穩(wěn)定。另外，有電磁耦合、電源串?dāng)_等的影響，可通過電路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)工藝解決。）,四、提高放大器的穩(wěn)定性的措施 （1）選|yre|小和|yfe|大;(|yfe|不能過大) （2）降低工作頻率（提高ft)； （3）消除yre的正反饋?zhàn)饔?成為“單向器件“。 1中和法 在輸入回路中加入另一個(gè)反饋分量ynvl(if),與yrevl(if)大小相等、方向相反，以抵消yrevl的作用,實(shí)現(xiàn)中和。 即：-ynvl=yrevl 或： -if = if，if+if=0,調(diào)諧放大器中的中和,調(diào)諧放大器中的中和,說明：抽頭為電感中間，即電感的中間為零電位，則兩端a、c的電位相反，故內(nèi)部反饋電容和外部中和電容上的電流方向正好相反，對(duì)其它電路而言，看不到反饋電容的電流反饋了,2失配法 由：,可見：通過加大yl(rl)，輸出失配，使 yiyie.。共e-共b放大電路是典型的失配法電路，共e的yl是共b的yi大(ri小)，產(chǎn)生失配使s,即工作穩(wěn)定性提高，且fh。,3-1-7 集成高頻小信號(hào)放大實(shí)例 一、調(diào)頻中放集成電路,外接諧振回路,二、汽車收音機(jī)中頻電路,三、100mhz調(diào)諧放大電路,3.2 高頻功率放大器的原理和特性,3-2-1概述 工作頻率 相對(duì)頻帶 負(fù)載 低頻 幾khz 例:2020khz 電阻、變壓器 (寬帶) 幾mhz fh/fl=1000 高頻 幾百khz 例:fo=1mhz 選頻網(wǎng)絡(luò) (窄帶) 幾千mhz b=4khz (末級(jí)) 幾萬mhz fh/fl=1.008 高頻 幾mhz fh/fl大 高頻變壓器、 (寬帶) 幾十mhz 傳輸線變壓器,(中間級(jí)、次末級(jí)),共同要求： 1.信號(hào)輸出功率高 2.效率高 3.不失真,不同之處： 1.工作頻率、相對(duì)頻帶、負(fù)載不同。 2.電路形式不同(甲類丙類、丁類)。,1、使用高頻功率放大器的目的,放大高頻大信號(hào)使發(fā)射機(jī)末級(jí)獲得足夠大的發(fā)射功率。,2、高頻功率信號(hào)放大器使用中需要解決的三個(gè)問題,高效率輸出,高功率輸出,高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和效率高。,聯(lián)想對(duì)比：,不失真輸出,3、諧振功率放大器與小信號(hào)諧振放大器的異同之處,相同之處：它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù) 載均為諧振回路。,不同之處：為激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同； 晶體管動(dòng)態(tài)范圍不同。,諧振功率放大器波形圖,小信號(hào)諧振放大器波形圖,小信號(hào)諧振放大器波形圖,觀測(cè)：工作點(diǎn)， 輸出不失真,諧振功率放大器波形圖,觀測(cè)：工作點(diǎn)， 輸出嚴(yán)重失真,4、諧振功率放大器與非諧振功率放大器的異同,共同之處:都要求輸出功率大和效率高。,功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。,諧振功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號(hào)(信號(hào)的通帶寬度只有其中心頻率的1%或更小)，其工作狀態(tài)通常選為丙類工作狀態(tài)(c90)，為了不失真的放大信號(hào)，它的負(fù)載必須是諧振回路。,非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。低頻功率放大器的負(fù)載為無調(diào)諧負(fù)載，工作在甲類或乙類工作狀態(tài)；寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線為負(fù)載。,工作狀態(tài),功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。,諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路,功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率,5.高頻功放在發(fā)射機(jī)中的位置,3-2-2 諧振功率放大器的工作原理,1、原理電路,晶體管的作用是在將供電電源的直流能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂芰康倪^程中起開關(guān)控制作用。,諧振回路lc是晶體管的負(fù)載,電路工作在丙類工作狀態(tài),外部電路關(guān)系式：,晶體管的內(nèi)部特性：,諧振功率放大器的基本電路,故晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線表達(dá)式：,故得：,必須強(qiáng)調(diào)指出：集電極電流ic雖然是脈沖狀，但由于諧振回路的這種濾波作用，仍然能得到正弦波形的輸出。,諧振功率放大器各部分的電壓與電流的波形圖如下圖所示,導(dǎo)通角,諧振功率放大器轉(zhuǎn)移特性曲線,導(dǎo)通開始點(diǎn),放大區(qū),截止區(qū),高頻功率放大器中各分電壓與電流的關(guān)系,高頻功率放大器中各部分電壓與電流的關(guān)系,三極管產(chǎn)生功耗的時(shí)段,輸入端情況,輸出端情況,lc回路能量轉(zhuǎn)換過程,回路的這種濾波作用也可從能量的觀點(diǎn)來解釋。,回路是由l、c二個(gè)儲(chǔ)能元件組成。,當(dāng)晶體管由截止轉(zhuǎn)入導(dǎo)電時(shí)，由于回路中電感l(wèi)的電流不能突變，因此，輸出脈沖電流的大部分流過電容c，即使c充電。充電電壓的方向是下正上負(fù)。這時(shí)直流電源vcc給出的能量?jī)?chǔ)存在電容c之中。過了一段時(shí)間，當(dāng)電容兩端的電壓增大到一定程度(接近電源電壓)，晶體管截止。,由于這種周期性的能量補(bǔ)充，所以振蕩回路能維持振蕩。當(dāng)補(bǔ)充的能量與消耗的能量相等時(shí)，電路中就建立起動(dòng)態(tài)平衡，因而維持了等幅的正弦波振蕩。,2、諧振功率放大器的功率關(guān)系和效率,功率放大器原理：利用輸入到基極的信號(hào)來控制集電極的直流電源所供給的直流功率，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘?hào)功率輸出去。,由前述所知：,有一部分功率以熱能的形式消耗在集電極上，成為集電極耗散功率。,p=直流電源供給的直流功率； po=交流輸出信號(hào)功率； pc=集電極耗散功率；,根據(jù)能量守衡定理：,故集電極效率：,p= po+ pc,由上式可以得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：,1) 設(shè)法盡量降低集電極耗散功率pc，則集電極效率c自 然會(huì)提高。這樣，在給定p=時(shí)，晶體管的交流輸出功 率po就會(huì)增大；,如果維持晶體管的集電極耗散功率pc不超過規(guī)定值，那么提高集電極效率c，將使交流輸出功率po大為增加。諧振功率放大器就是從這方面入手，來提高輸出功率與效率的。,2) 由式 可知,如何減小集電極耗散功率pc,可見使ic在vc最低的時(shí)候才能通過，那么，集電極耗散功率自然會(huì)大為減小。,晶體管集電極平均耗散功率：,故：要想獲得高的集電極效率，諧振功率放大器的集電極電流應(yīng)該是脈沖狀。導(dǎo)通角小于180，處于丙類工作狀態(tài)。,諧振功率放大器工作在丙類工作狀態(tài)時(shí)c90，集電極余弦電流脈沖可分解為傅里葉級(jí)數(shù)：,ic=ico+ icm1cost+icm2cos2t+icm3cos3t+,直流功率：,輸出交流功率：,vcm 回路兩端的基頻電壓 icm1 基波電流 rp 回路的諧振阻抗,放大器的集電極效率：,p=vcc ic0,由于lc諧振回路只對(duì)基波諧振，故兩端呈現(xiàn)基波電壓，不存在高次諧波電壓及其功率成分,集電極電壓利用系數(shù),波形系數(shù)，通角c的函數(shù)；c越小g1(c)越大,越大(即vcm越大或vmin越小)c越小效率c越高。因此，丙 類諧振功率放大器提高效率c的途徑即為減小c角；使lc 回路諧振在信號(hào)的基頻上，即ic的最大值應(yīng)對(duì)應(yīng)vc的最小值。,基極偏置為負(fù)值；半導(dǎo)通角c90，即丙類工作狀態(tài)；負(fù)載為lc諧振回路。,故諧振功率放大器的工作特點(diǎn)：,式中：,3-2-3 諧振功率放大器的折線近似分析法,一、折線法,對(duì)諧振功率放大器進(jìn)行分析計(jì)算，關(guān)鍵在于求出電流的直流分量ic0和基頻分量icm1。,工程上都采用近似估算和實(shí)驗(yàn)調(diào)整相結(jié)合的方法對(duì)高頻功率放大器進(jìn)行分析和計(jì)算。折線法就是常用的一種分析法。,所謂折線法是將電子器件的特性曲線理想化，用一組折線代替晶體管靜態(tài)特性曲線后進(jìn)行分析和計(jì)算的方法。,折線化的前提要求：工作在低頻區(qū) 低頻區(qū):f工作0.5f (可忽略內(nèi)部電抗) 中頻區(qū):0.5ff工作0.2ft(考慮內(nèi)部電抗) 高頻區(qū):0.2ftf工作ft (考慮內(nèi)部電抗、引線電感等),折線分析法的主要步驟：,1、測(cè)出晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線ic vb及輸出特性曲線ic vc， 并將這兩組曲線作理想折線化處理,2、作出動(dòng)態(tài)特性曲線,3、是根據(jù)激勵(lì)電壓vb的大小在已知理想特性曲線上畫出對(duì) 應(yīng)電流脈沖ic和輸出電壓vc的波形,4、求出ic的各次諧波分量ic0、ic1、ic2由給定的負(fù)載諧 振阻抗的大小，即可求得放大器的輸出電壓、輸出功率、 直流供給功率、效率等指標(biāo),二、晶體管特性曲線的理想化及其特性曲線,晶體管實(shí)際特性和理想折線,根據(jù)理想化原理晶體管的靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性可用交橫軸于vbz的一條直線來表示(vbz為截止偏壓)。,若臨界線的斜率為gcr，則臨界線方程可寫為 ic=gcrvc,在非線性諧振功率放大器中，常常根據(jù)集電極是否進(jìn)入飽和區(qū)，將放大區(qū)的工作狀態(tài)分為三種：,由上圖可見，在飽和區(qū)，根據(jù)理想化原理，集電極電流 只受集電極電壓的控制，而與基極電壓無關(guān)。,則 ic =gc(vbvbz) (vbvbz),3)臨界工作狀態(tài)： 是欠壓和過壓狀態(tài)的分界點(diǎn)， 集電極最大點(diǎn)電流正好落在臨界線上。,2)過壓工作狀態(tài)： 集電極最大點(diǎn)電流進(jìn)入臨界線之左的飽和區(qū)， 交流輸出電壓較高且變化不大。,1)欠壓工作狀態(tài)： 集電極最大點(diǎn)電流在臨界線的右方， 交流輸出電壓較低且變化較大。,三、集電極余弦電流脈沖的分解,當(dāng)晶體管特性曲線理想化后，丙類工作狀態(tài)的集電極電流脈沖是尖頂余弦脈沖。這適用于欠壓或臨界狀態(tài)。,尖頂余弦脈沖,晶體管的內(nèi)部特性為：,它的外部電路關(guān)系式,當(dāng)t=0時(shí)，ic= ic max,ic=gc(vbvbz),vb= vbb+vbmcost,vc= vccvcmcost,因此，ic max= gcvbm(1cos c),若將尖頂脈沖分解為傅里葉級(jí)數(shù),由傅里葉級(jí)數(shù)的求系數(shù)法得,其中：,尖頂脈沖的分解系數(shù),尖頂脈沖的分解系數(shù),當(dāng)c120時(shí)，icm1/icmax 達(dá)到最大值。在ic max與 負(fù)載阻抗rp為某定值的 情況下，輸出功率將達(dá) 到最大值。這樣看來， 取c=120應(yīng)該是最佳通 角了。但此時(shí)放大器處 于甲類工作狀態(tài)而效率太低。,右圖可見：,尖頂脈沖的分解系數(shù),由于：,波形系數(shù),由曲線可知： 極端情況c=0時(shí)，,此時(shí)=1，c可達(dá)100%,因此，為了兼顧功率與效率，最佳通角取70左右。,1. 諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性,高頻放大器的工作狀態(tài)是由負(fù)載阻抗rp、激勵(lì)電壓vb、供電電壓vcc、vbb等4個(gè)參量決定的。,為了闡明各種工作狀態(tài)的特點(diǎn)和正確調(diào)節(jié)放大器，就應(yīng)該了解這幾個(gè)參量的變化會(huì)使放大器的工作狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化。,集電極動(dòng)態(tài)特性：在輸入信號(hào)的激勵(lì)下，在晶體管輸出特性上不同時(shí)刻集電極電壓ce與集電極電流ic的軌跡。,四、諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性,當(dāng)放大器工作于諧振狀態(tài)時(shí)，它的外部電路關(guān)系式為,vb= vbb+vbmcost,vc= vccvcmcost,消去cost可得，,vb= vbb+vbm,另一方面，晶體管的折線化方程為,ic = gc(vbvbz),得出在icvc坐標(biāo)平面上的動(dòng)態(tài)特性曲線(負(fù)載線或工作路)方程：,= gd(vc v0),圖中示出動(dòng)態(tài)特性曲線的斜率為負(fù)值，它的物理意義是：,從負(fù)載方面看來，放大器相當(dāng)于一個(gè)負(fù)電阻，亦即它相當(dāng)于交流電能發(fā)生器，可以輸出電能至負(fù)載。,用類似的方法，可得出在icvb坐標(biāo)平面的動(dòng)態(tài)特性曲線。 根據(jù)負(fù)載線和最大輸出電壓，決定三極管的工作狀態(tài)：,欠壓狀態(tài)：輸出電壓的最大點(diǎn)在輸出特性放大區(qū),臨界狀態(tài)：輸出電壓的最大點(diǎn)在輸出特性放大區(qū)和飽和區(qū)的臨界點(diǎn),過壓狀態(tài)：輸出電壓的最大點(diǎn)在輸出特性飽和區(qū),輸出電壓的最大點(diǎn)在輸出特性放大區(qū)和飽和區(qū)的臨界點(diǎn)-則三極管處于臨界狀態(tài) (即負(fù)載線與飽和線的交點(diǎn)),輸出電壓的最大點(diǎn)在輸出特性放大區(qū)-欠壓狀態(tài),欠壓和臨界狀態(tài)： ic是相同的余弦脈沖；但臨界狀態(tài)uc1m大；,輸出電壓的最大點(diǎn)b在輸出特性飽和區(qū)-過壓狀態(tài),過壓狀態(tài)：ic中間凹陷；uc1m較臨界略有增大。,動(dòng)態(tài)負(fù)載rc：動(dòng)態(tài)特性曲線斜率的倒數(shù),2. 功率放大器的負(fù)載特性,在其他條件不變(vcc、vbb、vb為一定)，只變化放大器的負(fù)載電阻而引起的放大器輸出電壓、輸出功率、效率的變化特性稱為負(fù)載特性。,電壓、電流隨負(fù)載變化波形,1) vc、ic隨負(fù)載變化的波形vc、ic隨負(fù)載變化的波形如圖所示，放大器的輸入電壓是一定的，其最大值為vbemax，在負(fù)載電阻rp由小至大變化時(shí)，負(fù)載線的斜率由大變小，如圖中123。不同的負(fù)載，放大器的工作狀態(tài)是不同的,所得的ic波形、輸出交流電壓幅值、功率、效率也是不一樣的。,2) 欠壓、過壓、臨界三種工作狀態(tài), 欠壓狀態(tài) b點(diǎn)以右的區(qū)域。在欠壓區(qū)至臨界點(diǎn) 的范圍內(nèi)，電流脈沖的幅度會(huì)隨負(fù)載電阻rp的增大而緩慢減?。桓鶕?jù)vc=rpic1，放大器的交流輸出電壓在欠壓區(qū)內(nèi)隨負(fù)載電阻rp的增大而增大，其輸出功率、效率的變化也將如此。, 臨界狀態(tài) 負(fù)載線和 vb max正好相交于臨界線的拐點(diǎn)。放大器工作在臨界線狀態(tài)時(shí)，輸出功率大，管子損耗小，放大器的效率也就較大。, 過壓狀態(tài) 在過壓區(qū)， 隨著負(fù)載rp的加大，輸出 電壓沿負(fù)載線從小到大到 臨界點(diǎn)c，電流也一直增大； 經(jīng)過c點(diǎn)后，由于vce減小， 輸出電流ic不再增大,但諧 振電路的固有特性，諧振電壓繼續(xù)增大，而vce減小,電流也將減小，直到到達(dá)諧振電壓峰值d點(diǎn)，此時(shí)電流也到達(dá)谷值。這里由于基波電流減小，放大器的輸出功率和效率也要減小。,電壓、電流隨負(fù)載變化波形,根據(jù)上述分析，可以畫出諧振功率放大器的負(fù)載特性曲線,負(fù)載特性曲線,欠壓狀態(tài)的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電壓隨負(fù)載阻抗變化而變化，因此較少采用。但晶體管基極調(diào)幅，需采用這種工作狀態(tài)。,過壓狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出電壓比較平 穩(wěn)且幅值較大，在弱過壓時(shí)，效率可達(dá)最高，但輸出功率 有所下降，發(fā)射機(jī)的中間級(jí)、集電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀 態(tài)。,負(fù)載特性曲線,臨界狀態(tài)的特點(diǎn)：輸出功率最大，效率也較高，比最大效 率差不了許多，可以說是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)的末級(jí)常 設(shè)計(jì)成這種狀態(tài)，在計(jì)算諧振功率放大器時(shí)，也常以此狀 態(tài)為例。,掌握負(fù)載特性意義：對(duì)分析集電極調(diào)幅電路、基極調(diào)幅電路的工作原理，對(duì)實(shí)際調(diào)整諧振功率放大器的工作狀態(tài)和指標(biāo)是很有幫助的。,負(fù)載特性曲線,五、放大器工作狀態(tài)及導(dǎo)通角的調(diào)整,1. 導(dǎo)通角c的調(diào)整,如果：希望增大c，但要保持icm不變，則應(yīng)在增加vbb的同時(shí)，適當(dāng)減小激勵(lì)vb。,導(dǎo)通角c增大： 1）增大輸入信號(hào)的幅度 ）偏置電壓vbb右移,當(dāng)c增大時(shí)：ic脈沖電流的振幅icm會(huì)加大，輸出功率po當(dāng)然也會(huì)加大,2. 欠壓、臨界、過壓工作狀態(tài)的調(diào)整,調(diào)整欠壓、臨界、過壓三種工作狀態(tài)，大致有以下幾種方法：改變集電極負(fù)載rp；改變供電電壓vcc；改變偏壓vbb；改變激勵(lì)vb。,(1) 負(fù)載特性 改變r(jià)p，但vb、vcc、vbb不變 當(dāng)負(fù)載電阻rp由小至大 變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。在臨 界狀態(tài)時(shí)輸出功率最大。,(2) 集電極調(diào)制特性 改變vcc，但rp、vb、vbb不變當(dāng)集電極供電電壓vcc由小至 大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由過壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入欠壓。,vcc變化時(shí)對(duì)工作狀態(tài)的影響,在欠壓區(qū)內(nèi)，輸出電流的 振幅基本上不隨vcc變化 而變化，故輸出功率基本 不變；而在過壓區(qū)，輸出 電流的振幅將隨vcc的減 小而下降，故輸出功率也 隨之下降。,vcc減小,在過壓區(qū)中輸出電壓隨vcc改變而變化的特性為集電極調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)；因?yàn)樵诩姌O調(diào)幅電路中是依靠改變vcc來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅過程的。改變vcc時(shí)，其工作狀態(tài)和電流、功率隨之變化(如上圖所示)。,線性部分,(3) 基極調(diào)制特性 vbb變化 但vcc、vbm、rp不變,由 vb= vbb+vbmcost vb max= vbb+vbm,當(dāng)vbb由小到大變化時(shí)， 放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨 界轉(zhuǎn)入過壓。,增大,vbb變化時(shí)電流、功率的變化,線性部分,(4) 放大特性 vbm 變化 但vcc、 vbb 、rp不變,由 vb= vbb+vbmcost vb max= vbb+vbm,當(dāng)vbm由小到大變化時(shí)， 放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨 界轉(zhuǎn)入過壓。,增大,vbm變化時(shí)電流、功率的變化,線性放大,六、諧振功率放大器的計(jì)算,諧振功率放大器的主要指標(biāo)是功率和效率。 以臨界狀態(tài)為例：,1) 首先要求得集電極電流脈沖的兩個(gè)主要參量ic max和c,導(dǎo)通角c,集電極電流脈沖幅值icm,2) 電流余弦脈沖的各諧波分量系數(shù)0(c)、1(c)、 n(c)可查表求得，并求得個(gè)分量的實(shí)際值。,3) 諧振功率放大器的功率和效率,直流功率：,p=ic0 vcc,交流輸出功率：,集電極效率：,4) 根據(jù),可求得最佳負(fù)載電阻：,(1)在臨界工作時(shí)，接近于1，作為工作估算，可設(shè)定=1。,(2) “最佳”的含義在于采用這一負(fù)載值時(shí)，調(diào)諧功率放大器的效率較高，輸出功率較大。,(3)可以證明，放大器所要求的最佳負(fù)載是隨導(dǎo)通角c改變而變化的。c小，rp大。要提高放大器的效率，就要求放大器具有大的最佳負(fù)載電阻值。,(4)在實(shí)際電路中，放大器所要求的最佳電阻需要通過匹配網(wǎng)絡(luò)和終端負(fù)載(如天線等)相匹配。,3.3 晶體管功率放大器的高頻效應(yīng),一、概述,折線法分析：引入誤差。 由于晶體管的高頻特性及大信號(hào)的注入效應(yīng)而引入的高頻誤差將更大，嚴(yán)重時(shí)，使放大器無法工作。,1、晶體管基區(qū)少數(shù)載流子的渡越時(shí)間 2、晶體管的體電阻(特別是rbb的影響) 3、飽和壓降及引線電感等因素的影響 4、工作在大信號(hào)，即大注入條件下引起的基極電流和飽和壓降增加的影響。 上述的這些影響都會(huì)使放大器的功率增益、最大輸出功率及效率的急驟下降。,二、基區(qū)渡越時(shí)間的影響,在高頻小信號(hào)工作時(shí)，渡越角是以擴(kuò)散電容的形式來表示基區(qū)渡越時(shí)間的影響的，由于信號(hào)的幅度小結(jié)電容可等效成線性的。而在大信號(hào)高頻工作時(shí)，必須考慮其非線性特性。,通過實(shí)驗(yàn)，可以用示波器觀察功率放大器放大管各極電流波形隨工作頻率變化而變化的情況。,高頻情況下功放管各電極電流波形,在工作頻率很高， 渡越角在0=1020時(shí)，功放管各電極電流的變化情況：,發(fā)射極電流ie 隨著工作頻率提高，存貯在基區(qū)中的非平衡少數(shù)載流子,由于輸入信號(hào)vb迅速向負(fù)極性變化而返回發(fā)射極，因而ie出現(xiàn)反向脈沖，管子的導(dǎo)通角加大，工作頻率越高,ie反向脈沖的寬度就越大，幅值也越南高，導(dǎo)通角也越擴(kuò)展。,(2) 集電極電流ic ic 的峰值滯后于ie 的峰值，二者差一渡越角0，ic的導(dǎo)通角也由低頻時(shí)的c增大到：c+20,高頻情況下功放管各電極電流波形,(3) 基極電流ib 由于ie出現(xiàn)反向脈沖，根據(jù)ib= ie ic，所以ib也出現(xiàn)反向電流脈沖，反向電流的出現(xiàn)，使其基波分量ib1大大增加，ib1的增加將提高了對(duì)激勵(lì)功率的要求。,上述分析表明：ic的導(dǎo)通角加大，將使功率管的效率大大降低；ib1的加大將使激勵(lì)功率增加，這會(huì)使放大器的功率增益降低，這種現(xiàn)象將隨工作頻率升高而加劇。,高頻情況下功放管 各電極電流波形,三、晶體管基極體電阻rbb的影響,當(dāng)頻率增高時(shí)，已經(jīng)證明基極電流的基波振值ib1是迅速增加的，這表明be間呈現(xiàn)的交流阻抗顯著減小，因此rbb的影響便相對(duì)增加，要求的激勵(lì)功率將更大，這會(huì)使功率增益進(jìn)一步減小。,四、飽和壓降vces,大信號(hào)注入時(shí)，功率管的飽和壓降將增大，在高頻工作時(shí)，集電極體電阻也要提高，致使飽和壓降進(jìn)一步增加。,例如: 當(dāng)f=30mhz時(shí)，實(shí)測(cè)某管的vces=1.5v， 當(dāng)f=200mhz時(shí)，vces則可大到3.5v。,vces的增加，會(huì)使功率放大器的輸出功率、效率、功率增益均減少。,五、引線電感的影響,在更高頻率工作時(shí)，要考慮管子各電極引線電感的影響，其中以發(fā)射極的引線電感影響最嚴(yán)重，因?yàn)樗苁馆敵鲚斎腚娐分g產(chǎn)生寄生耦合。,一般長(zhǎng)度為10mm的引線，其電感約為103h，在工作頻率為300mhz時(shí)，感抗值約為1.9，若通過1a高頻電流，則會(huì)在此感抗上產(chǎn)生約1.9v的負(fù)反饋電壓。這種負(fù)反饋當(dāng)然會(huì)使輸出功率及功率增益下降，并使激勵(lì)增加。,3.4 高頻功率放大器的電路組成,一、直流饋電電路,二、輸出回路和級(jí)間耦合回路,集電極饋電電路,基極饋電電路,級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò),輸出匹配網(wǎng)絡(luò),1. 集電極饋電電路,根據(jù)直流電源連接方式的不同，集電極饋電電路又分為串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋電兩種。,一、直流饋電電路,(1) 串饋電路 指直流電源vcc、負(fù)載回路(匹配網(wǎng)絡(luò))、功 率管三者首尾相接的一種直流饋電電路。c1、lc為低通 濾波電路，a點(diǎn)為高頻地電位，既阻止電源vcc中的高頻 成分影響放大器的工作，又避免高頻信號(hào)在lc負(fù)載回路 以外不必要的損耗。c1、lc的選取原則為 1/ lc 回路阻抗1/10 lc1/ c 10,(2) 并饋電路 指直流電源vcc、負(fù)載回路(匹配網(wǎng)絡(luò))、功 率管三者為并聯(lián)連接的一種饋電電路。如圖lc為高頻扼 流圈，c1為高頻旁路電容，c2為隔直流通高頻電容， lc、c1、c2的選取原則與串饋電路基本相同。,(3) 串并饋直流供電路的優(yōu)缺點(diǎn) 在并饋電路中，信號(hào)回路兩端均處于直流地電位，即零電位。對(duì)高頻而言，回路的一端又直接接 地，因此回路安裝比較方便，調(diào)諧電容c上無高壓，安全可靠；缺點(diǎn)是在并饋電路中，lc處于高 頻高電位上，它對(duì)地的分布電容較大，將會(huì)直接影響回路諧振頻率的穩(wěn)定性；串聯(lián)電路的特點(diǎn)正好與并饋電路相反。,分布電容影響??；但lc處于直流高電位上，網(wǎng)絡(luò)元件安裝不方便。,lc處于直流地電位上，網(wǎng)絡(luò)元件安裝方便；但分布參數(shù)直接影響網(wǎng)絡(luò)的調(diào)協(xié)。,2. 基極饋電電路,基極饋電電路也分串饋和并饋兩種。,基極偏置電壓vbb可以單獨(dú)由穩(wěn)壓電源供給，也可以由集電極電源vcc分壓供給。在功放級(jí)輸出功率大于1w時(shí)，基極偏置常采用自給偏置電路。,優(yōu)點(diǎn)：能自動(dòng)維持放大器的穩(wěn)定性。有利于穩(wěn)定輸出電壓，但對(duì)于要求具有線性放大特性的放大器來說則不利。,ube=ubb+uimcost,1. 級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò),多級(jí)功放中間級(jí)的一個(gè)很大問題是后級(jí)放大器的輸入阻抗是變化的，是隨激勵(lì)電壓的大小及管子本身的工作狀態(tài)變化而變化的。,這個(gè)變化反映到前級(jí)回路，會(huì)使前級(jí)放大器的工作狀態(tài)發(fā)生變化。此時(shí)，若前級(jí)原來工作在欠壓狀態(tài)，則由于負(fù)載的變化，其輸出電壓將不穩(wěn)定。,對(duì)于中間級(jí)而言，最主要的是應(yīng)該保證它的電壓輸出穩(wěn)定，以供給下級(jí)功放穩(wěn)定的激勵(lì)電壓，而效率則降為次要問題。,二、輸出回路和級(jí)間耦合回路,對(duì)于中間級(jí)應(yīng)采取如下措施：,1) 使中間級(jí)放大器工作于過壓狀態(tài)，使它近似為一個(gè)恒 壓源。,2) 降低級(jí)間耦合回路的效率?；芈沸式档秃?，其本身 的損耗加大。這樣下級(jí)輸入阻抗的變化相對(duì)于回路本 身的損耗而言就不顯得重要了。中間級(jí)耦合回路的效 率一般為k=0.1-0.5，平均在0.3上下。也就是說，中 間級(jí)的輸出功率應(yīng)為后一級(jí)所需激勵(lì)功率的3-10倍。,2. 輸出匹配網(wǎng)絡(luò),輸出匹配網(wǎng)絡(luò)常常是指設(shè)備中末級(jí)功放與天線或其他負(fù)載間的網(wǎng)絡(luò)，這種匹配網(wǎng)絡(luò)有l(wèi)型、型、t型網(wǎng)絡(luò)及由它們組成的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)，也有用雙調(diào)諧耦合回路的。,輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的主要功能與要求是匹配、濾波和高效率。,高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件下，改變負(fù)載回路的可調(diào)元件，將負(fù)載阻抗zl轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗rp，使管子送出的功率p0能盡可能多的饋至負(fù)載。這就叫做達(dá)到了匹配狀態(tài)，或簡(jiǎn)稱匹配。,下圖所示的匹配網(wǎng)絡(luò)具有電路簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是電路的品質(zhì)因數(shù)q值很低(通常q10)，因此電路的濾波特性很差，所以在實(shí)際的發(fā)射機(jī)中，常常選用t型或型網(wǎng)絡(luò)作匹配之用。,下圖是兩種形網(wǎng)絡(luò)是其中的形式之一(也可以用t型網(wǎng)絡(luò))。圖中r2代表終端(負(fù)載)電阻，r1代表由r2折合到左端的等效電阻，故接線用虛線表示。,最常見的輸出回路是復(fù)合輸出回路，如圖所示。,圖中，介于電子器件與天線回 路之間的l1c1回路就叫做中介 回路；raca分別代表天線的輻 射電阻與等效電容；ln、cn為 天線回路的調(diào)諧元件，它們的 作用是使天線回路處于串聯(lián)諧 振狀態(tài)，以獲得最大的天線回 路電流ia，亦即使天線輻射功 率達(dá)到最大。,復(fù)合輸出回路(為了簡(jiǎn)化電路，省略了直流電源及輔助元件l、c、c等),這種電路是將天線(負(fù)載)回路通過互感或其他形式與集電 極調(diào)諧回路相耦合。,可以看到：兩種輸出網(wǎng)絡(luò)，從晶體管集電極向右方看去，都應(yīng)等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路，如圖所示。,等效電路,由耦合電路的理論可知，當(dāng)天線回路調(diào) 諧到串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)，它反映到l1c1中 介回路的等效電阻為,因而等效回路的諧振阻抗為,改變m(晶體管電路由于元件小，實(shí)現(xiàn)可變m是較困難的，這時(shí)里為了便于說明問題，因而仍采用了改變m的講法)，就可以在不影響回路調(diào)諧的情況下，調(diào)整中介回路的 等效阻抗，以達(dá)到阻抗匹配的目的。,耦合越緊，即互感m越大，則反映等效電阻越大，回路的等效阻抗也就下降越多。,為了使器件的輸出功率絕大部分能送到負(fù)載ra上就希望 反射電阻r回路損耗電阻r1,衡量回路傳輸能力優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，通常以輸出至負(fù)載的有效功率與輸入到回路的總交流功率之比來代表。這比值叫做中介回路的傳輸效率k，簡(jiǎn)稱中介回路效率。,從回路傳輸效率高的觀點(diǎn)來看，應(yīng)使ql盡可能地小。但從要求回路濾波作用良好來考慮，則ql值又應(yīng)該足夠大。從兼顧這兩方面出發(fā)，ql值一般不應(yīng)小于10。在功率很大的放大器中，ql也有低到10以下的。,故有:,3.5 丁類（d類）高頻功率放大器,一、 概述 甲、乙、丙類 放大器的比較,甲到乙到丙類是通過不斷減小導(dǎo)通角，通過減少ic的流通時(shí)間(pc)，使。 太小時(shí),雖高,但icm,po反而下降。 為提高icm，必須加大激勵(lì)電壓(太大會(huì)擊穿管子)。 丁(d)類，戊(e)類采用固定=90o(icm固定)，而盡量減小pc的方法，提高,即：管子工作于開關(guān)狀態(tài) 導(dǎo)通時(shí)進(jìn)入飽和區(qū)： vc=vces, ic=ices 截止時(shí)進(jìn)入截止區(qū)： vc=vcc, ic=0 使pc=vcic大大減小,使,理想時(shí)接近100%。,丁類放大器的ic與vce,電壓開關(guān)型丁類放大器,二、電壓開關(guān)型電路,vt1和vt2輪流導(dǎo)通、截止。l、c、r串聯(lián)(電流)諧振，諧振于基波頻率(選頻)。 工作波形,vt1導(dǎo)通：a點(diǎn)電位=vcc-vces vt2導(dǎo)通：a點(diǎn)電位=vces va（方波）經(jīng)付氏級(jí)數(shù)分解，選出基波v1,基波電壓峰值： vo=v1=(2/)(vcc-2vces ) 基波電流峰值： i1=vo/r=(2/r)(vcc-2vces ) 平均分量：(直流) ico=i1/=(2/2r)(vcc-2vces ),則輸出功率： po=(v1i1)/2=(2/2r)(vcc-2vces )2 直流供電功率： pdc=vccico=(2vcc /2r)(vcc-2vces) 集電極效率： c=po/pdc=1-(2vces/vcc) 當(dāng)vces很小時(shí)，c接近100%,注意： 選用開關(guān)時(shí)間短的器件，以提高c。,另外： (1)電流開關(guān)型電路：c更高 c=po/pdc=1-(vces/vc