w第3章-2 高频功率放大器

五、负载特性负载特性是指在晶体管及Vcc、Vbb、Ubm一定时，改变回路谐振电阻Rp，高频功率放大器的工作状态、电流、电压、功率和效率随Rp变化的关系。晶体管、Vcc、Vbb、Ubm一定，则Vcc、IQ=-

gc(Ubz-

Vbb)不变，因此Q点固定不变。由于cosθc=(Ubz-Vbb)/Ubm不变，通角θc为常数，则gd的绝对值与Rp成反比。另外，ubemax=Vbb+Ubm不变，则动态特性的A点在ubemax线上随Rp的增大而变化，A1→A2

→

A3。随着Rp的增大，高频功率放大器的工作状态由欠压状态变到临界状态，然后进入过压状态。讨论分析1：Ic0、Ic1m、Ucm随Rp变化的情况欠压和临界状态：集电极电流为尖顶脉冲，且IcM、θc不变，则随着Rp的增大，

Ic0、Ic1m

不变，Ucm=Ic1mRp随Rp增大而线性增大。过压状态：由于集电极电流不是尖顶脉冲，其分解系数不同于尖顶脉冲的分解系数，但总的趋势是Rp增大，IcM减小↓，θc不变，Ic0、Ic1m

随Rp的增大而减少↓，Ucm=Ic1mRp增大较为缓慢。分析2：P=、PO、ηc随Rp变化欠压和临界状态：由于

Ic0、

Ic1m不变，随着Rp增大，P=保持不变，

PO线性增大，ηc线性增大。进入过压：随Rp增大↑，由于

Ic0、

Ic1m而减少↓，则随Rp增大，P=减小↓，PO减小↓。而集电极效率在弱过压区，由于PO下降较P=下降缓慢，ηc略增。进入强过压区，Ic1m下降较大，ηc就会下降。1、在欠压状态的大部分范围内，Po、

ηc都较低，且当谐振电阻Rp变化时，输出信号电压振幅将产生较大变化（输出不稳定），因此，除了特殊场合外，很少采用这种工作状态。注：Rp

=

0（负载短路），Pc达最大值。

2、在临界状态，Po最大，ηc也高，常用于发射机的功率输出级，以便获得最大输出功率。

3、在过压状态，当Rp变化时，输出信号电压振幅Ucm变化较小，多用于需要维持输出电压比较平稳的场合，如发射机的中间放大级。在弱过压区，集电极效率最高，输出功率Po下降不多。结论六、各级电压对工作状态的影响

（一）Vcc对工作状态的影响当gc、Ubz、Vbb、Ubm、Rp不变时,在欠压区：VccVcc（一）Vcc对工作状态的影响1、当Vcc由Vcc’’

变大到Vcc’

时，IQ、

ubemax不变，ic依然是尖脉冲，Ic1m不变，gd不变，动态特性向右平移，由临界进入欠压。2、当Vcc由Vcc’’

变小到Vcc’’’

时，IQ、

ubemax不变，ic变为凹顶脉冲，进入过压区，Ic1m下降，|gd|略为增加，原动态特性向左移，由临界进入过压。VccVccVcc对电流和功率的影响可用于集电极调幅（二）Ubm（变）对工作状态的影响1、当Ubm由U’bm增大到U’’bm时，Q不变，ubemax增大(A上移)，cosθc减少，θc增大，α1增大，|gd|减小(AB绕Q左旋)，由欠压进入临界。2、当Ubm由U’’bm增大到U’’’bm时，Q不变，ubemax增大(A上移)，Ucm基本不变，|gd|变大(AB绕Q右旋)，由临界进入过压。当gc、Ubz、Vbb、Vcc、Rp不变UbmUbm（二）Ubm变化对工作状态的影响1、当Ubm由U’bm↑增大到U’’bm时，Q不变，ubemax增大（A上移），cosθc减少，(1-cosθc)↑，θc增大，α1增大↑，|gd|减小（AB绕Q左旋），由欠压（A1)进入临界(A2)。2、当Ubm由U’’bm增大到U’’’bm时，Q不变，ubemax增大（A上移），Ucm基本不变，|gd|变大（AB绕Q右旋），由临界(A2)进入过压(A3)。当gc、Ubz、Vbb、Vcc

、Rp不变UbmUbmg1Ubm对电流和功率的影响（三）Vbb对工作状态的影响1、当Vbb由V’bb增大到V’’bb时，Vcc不变，IQ增大（绝对值减少，Q上移），ubemax增大（A上移），Ucm增大↑，|gd|减小↓（AB左旋），由欠压(A1)进入临界(A2)。2、当Vbb由V’’bb增大到V’’’bb时，Vcc不变，IQ增大（绝对值减少，Q上移），ubemax增大（A上移），Ucm略增大↑，|gd|略减小（AB基本向上平移），由临界(A2)进入过压(A3)。gc、Ubz、Vbm、Vcc

、Rp不变VbbVbb（三）Vbb对工作状态的影响VbbVbbI0Vbb0Vbb

P可用于基极调幅第四节谐振功率放大电路组成:输入回路、晶体管、输出回路。输入、输出回路的作用是:⑴提供放大器所需的正常偏置；⑵实现滤波（调谐于基波频率）；⑶保证阻抗匹配。认为谐振功放电路由直流馈电电路和匹配网络两部分组成。一、直流馈电电路

L’是高频扼流圈，对直流短路，对交流开路C’是电源滤波电容(去藕电容),对直流开路，对交流短路（一）集电极直流馈电电路（a）串联直流馈电（b）并联直流馈电L’是高频扼流圈，对直流短路，对交流开路C’是电源滤波电容(去藕电容)，对直流开路，对交流短路C’’是隔直电容(耦合电容)，对直流开路，对交流短路（二）基极直流馈电电路串联馈电并联馈电基极自给反向偏置电路二、匹配网络根据谐振功率放大器在发射机中所处位置的不同，常将谐振功率放大器所采用的匹配网络分为输入、输出和级间耦合三种电路。输入匹配网络用于信号源与谐振功率放大器之间；输出匹配网络用于输出级与天线负载之间；级间耦合匹配网络用于高频功率放大器的推动级与输出级之间。匹配网络在电路中的作用:①实现滤波②阻抗匹配。（一）输入匹配网络对于一个给定的信号源，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。这就是进行输入阻抗匹配的依据。高频功率晶体管的输入阻抗实数部分的数值通常只有几Ω，而信号源的内阻比晶体管的输入电阻要高。为了使信号源的功率有效地加到高频功率晶体管的发射结上，可采用输入匹配网络来实现高频功率晶体管的输入电阻与信号源内阻的匹配。其中电感L1的品质因数在大功率电路中取QL=2~10，R2是T的输入电阻。仅几Ω（二）级间耦合匹配网络对级间耦合匹配网络，其负载是下一级功率放大器的输入阻抗。为保证级间功率放大器在其负载变化时，仍能向下一级提供平稳的输出电压，应选取级间功率放大器工作在过压状态。R1是保证T1工作在过压状态所需的最佳电阻，Co=2Cob（T1的输出电容），R2是T2的输入电阻。输出匹配网络模型匹配网络1、使负载阻抗与放大器所需要最佳阻抗匹配，即将负载阻抗转换为放大器所需要最佳阻抗（临界状态）。2、抑制工作频率范围以外的不需要的频率，即滤波作用。希望在负载天线上输出最大功率（三）输出匹配网络（三）输出匹配网络为了输出得到最高输出功率，功率放大器应工作于临界状态。R1是保证T工作在临界状态所需的最佳电阻，Co=2Cob，R2是负载电阻。天线负载50Ω第五节丙类倍