高频功率放大器的工作原理 2 工作原理分析 2 工作原理分析 (1) 集电极电流 (2)集电极输出电压 3. 高频功放的功率关系 丙类倍频器 高频功率放大器的工作状态 第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 * * 射频功率放大器 (Power Amplifier) 高频功率放大器的特点 丙类谐振功率放大器 丁类谐振功率放大器 谐振功率放大器的电路组成 宽带高频功率放大器功放是能量转换器： 在输入信号的作用下，直流电源提供的直流功率PD中，一部分被转换为输出信号功率P0 ，其余部分消耗在功率管中，成为功率管的耗散功率Pc ，即管耗。 放大器的集电极效率(Collection efficiency) 就是来评价这种转换能力的性能指标：作为放大器，功率增益是重要的性能指标，但却是第二位的。 二. 功率管的运用特性在功放中，往往选择不同的静态工作点，使功放运用在特性不同的区段上，来实现甲，乙，丙，丁等不同运用状态。在输入余弦波激励下,集电极输出电流iC 的波形不同： Demo:高频放大器工作状态的划分管子的运用状态不同，相应的最大集电极效率也就不同。假定管子集电极电流为iC，电压为vCE 则 丙类效率最高。 为晶体管集电极电流导通角，iC导通时间越小， PC就越低。 演示：功率放大器A、B、C类示意图 + ub - Rp C L + uCE - ic EC -UBB (b) 等效电路 + uc1 - -UBB C EC L + uS - + ub - (a) 原理电路 主要由五个部分组成：1）集电极直流电源2）基极偏置电路3）大功率晶体管4）输入激励电路5）输出谐振回路 + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic uBE ic ? -UBB ? UBZ ub ic ? Ubm gC + uBE_ vBE ic ? -UBB ? -UBZ vb ic ? Vbm gC Icmax + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE_ ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax iC频谱 LC回路阻抗 Rp + ub - Rp C L + uCE - EC -UBB + uc1 - ic + uBE_ ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax ub UBZ UBB Icmax uBE t ib t ic t uCE uc t EC Ucm Ubm uBE ic ? -UBB ? UBZ ub Ubm gC θc αo α1 α3 ? 1.0 2.0 α2 开放实验：高频功率放大器本次实验主要研究以甲类谐振功率放大器为推动级，以丙类谐振功率放大器为末级的混合功率放大器。 bm V晶体管高频功率放大器，电源电压利用系数输出功率。求电源提供的功率， 峰值和导通角。若偏压， 求输入信号所需的振幅。 例题 查表得知： 解 iC + uce - - Ec + - uc2 + ic iC1 iC2 ic频谱 0 ICO IC1 IC2 IC3 IC4 LC谐振特性 iC1 iC1 iC1 iC2 iC2 iC2 + ub - C L EC -UBB + uc1 - ic Rp + uCE - + uBE_ 动态线（Dynimic Line）：根据Vbe和Vce的值在以Vbe为参变量的输出特性曲线ic=f(Vce)上找出对应的动态点和由此确定的ic值并画出ic的波形。其中，动态点的连线称为谐振功率放大器的动态线。 A点： C点： B点： uce ic ? A O EC ? Q Ucm ucmin ubemax Demo:谐振功率放大器的近似分析方法 直线AB、BC动态特性曲线 当A2点处于临界区称为临界（Critical）状态 当A1点处于放大区称为欠压（Undervoltage）状态 当A3点处于饱和区称为过压（Overvoltage）状态 Demo:功率放大器三种工作状态和状态波形 在A没有进入饱和区时，动态特性曲线斜率为 利用A，B两点直线计算斜率： 1. A1在欠压区，ic为余弦脉冲，脉冲高度随Vcm增大略有减小。 2. A2临界状态。 3. A3在过压区，ic为中间凹陷的脉冲波，随着Vcm增大脉冲波的凹陷加深，高度减小。当VBE向VBEmax增大，VCE向着VCEmin减小时，对应的动态点先到达临界点(图中E点)，ic值最大，而后进入饱和区，ic值减小，出现凹陷。直到A3点，ic值达到最小。 思考题： 在过压区为什么会出现凹陷？ 某谐振功率放大器的动特性如图所示，试回答并计算以下各选项： (1)此时功放工作于何种状态？写出A，B，C三点坐标,画出ic的波形。 (2)计算和。 例题 (1) A，B，C三点坐标： ABC动特性：由动特性知正好达到临界饱和线， 故工作在临界状态，ic的波形如下。 解 第六讲 丙类功率放大器原理和工作状态 * *
