第6講-高頻-丙類功率放大器原理和工作狀態(tài)課件

射頻功率放大器

(PowerAmplifier)高頻功率放大器的特點(diǎn)丙類諧振功率放大器丁類諧振功率放大器諧振功率放大器的電路組成寬帶高頻功率放大器1

功放是能量轉(zhuǎn)換器：

在輸入信號(hào)的作用下，直流電源提供的直流功率PD中，一部分被轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)功率P0

，其余部分消耗在功率管中，成為功率管的耗散功率Pc，即管耗。放大器的集電極效率

(Collectionefficiency)就是來評(píng)價(jià)這種轉(zhuǎn)換能力的性能指標(biāo)：作為放大器，功率增益是重要的性能指標(biāo)，但卻是第二位的。2二.功率管的運(yùn)用特性

在功放中，往往選擇不同的靜態(tài)工作點(diǎn)，使功放運(yùn)用在特性不同的區(qū)段上，來實(shí)現(xiàn)甲，乙，丙，丁等不同運(yùn)用狀態(tài)。在輸入余弦波激勵(lì)下,集電極輸出電流iC

的波形不同：Demo:高頻放大器工作狀態(tài)的劃分3

管子的運(yùn)用狀態(tài)不同，相應(yīng)的最大集電極效率也就不同。假定管子集電極電流為iC，電壓為vCE則丙類效率最高。

為晶體管集電極電流導(dǎo)通角，iC導(dǎo)通時(shí)間越小，PC就越低。演示：功率放大器A、B、C類示意圖4高頻功率放大器的工作原理+ub-RpCL+uCE-icEC-UBB(b)等效電路+uc1--UBBCECL+uS-+ub-(a)原理電路主要由五個(gè)部分組成：

1）集電極直流電源

2）基極偏置電路

3）大功率晶體管

4）輸入激勵(lì)電路

5）輸出諧振回路5+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic2工作原理分析uBEic?-UBB?UBZubic?UbmgC+uBE_6782工作原理分析vBEic?-UBB?-UBZvbic?VbmgCIcmax+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE_9(1)集電極電流icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmax10iC頻譜(2)集電極輸出電壓LC回路阻抗Rp+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE_icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmaxubUBZUBBIcmaxuBEtibtictuCEuctECUcmUbmuBEic?-UBB?UBZubUbmgC113.高頻功放的功率關(guān)系

θcαoα1α31.02.0α212開放實(shí)驗(yàn)：高頻功率放大器

本次實(shí)驗(yàn)主要研究以甲類諧振功率放大器為推動(dòng)級(jí)，以丙類諧振功率放大器為末級(jí)的混合功率放大器。13bmV晶體管高頻功率放大器，電源電壓利用系數(shù)輸出功率。求電源提供的功率，峰值和導(dǎo)通角。若偏壓，求輸入信號(hào)所需的振幅。例題14查表得知：解1516丙類倍頻器

17iC+uce--Ec

+-uc2+iciC1iC2ic頻譜0ICOIC1IC2IC3IC4LC諧振特性iC1iC1iC1iC2iC2iC21819

高頻功率放大器的工作狀態(tài)20+ub-CLEC-UBB+uc1-icRp+uCE-+uBE_21動(dòng)態(tài)線（DynimicLine）：根據(jù)Vbe和Vce的值在以Vbe為參變量的輸出特性曲線ic=f(Vce)上找出對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)和由此確定的ic值并畫出ic的波形。其中，動(dòng)態(tài)點(diǎn)的連線稱為諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)線。A點(diǎn)：

C點(diǎn)：

B點(diǎn)：22uceic?AOEC?QUcmucminubemaxDemo:諧振功率放大器的近似分析方法23直線AB、BC動(dòng)態(tài)特性曲線當(dāng)A2點(diǎn)處于臨界區(qū)稱為臨界（Critical）狀態(tài)當(dāng)A1點(diǎn)處于放大區(qū)稱為欠壓（Undervoltage）狀態(tài)當(dāng)A3點(diǎn)處于飽和區(qū)稱為過壓（Overvoltage）狀態(tài)Demo:功率放大器三種工作狀態(tài)和狀態(tài)波形24在A沒有進(jìn)入飽和區(qū)時(shí)，動(dòng)態(tài)特性曲線斜率為利用A，B兩點(diǎn)直線計(jì)算斜率：251.A1在欠壓區(qū)，ic為余弦脈沖，脈沖高度隨Vcm增大略有減小。2.A2臨界狀態(tài)。3.A3在過壓區(qū)，ic為中間凹陷的脈沖波，隨著Vcm增大脈沖波的凹陷加深，高度減小。

當(dāng)VBE向VBEmax增大，VCE向著VCEmin減小時(shí)，對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)先到達(dá)臨界點(diǎn)(圖中E點(diǎn))，ic值最大，而后進(jìn)入飽和區(qū)，ic值減小，出現(xiàn)凹陷。直到A3點(diǎn)，ic值達(dá)到最小。思考題：在過壓區(qū)為什么會(huì)出現(xiàn)凹陷？26某諧振功率放大器的動(dòng)特性如圖所示，試回答并計(jì)算以下各選項(xiàng)：(1)此時(shí)功放工作于何種狀態(tài)？寫出A，B，C三點(diǎn)坐標(biāo),畫出ic的波形。(2)計(jì)算和。例題27(1)A，B，C三點(diǎn)坐標(biāo)：ABC動(dòng)特