3.1谐振功放工作原理剖析

第3章高频功率放大器作用：高效率地输出足够大的信号功率。谐振功率放大器宽带高频功率放大器放大固定频率信号或窄带信号。需调谐。(丙类）用于放大需在很宽范围内变换频率的信号或宽带信号。不需调谐。（甲类）第3章高频功率放大器

谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的特性分析谐振功率放大器电路

丁类谐振功率放大器

集成高频放大器及其应用宽带高频功率放大器

本章小结3.1谐振功率放大器的工作原理主要要求：

理解谐振功放的电路组成，掌握其工作原理掌握丙类谐振功放输出功率、管耗和效率的计算。3.1.1

基本工作原理一、放大器工作状态的选择2θ2θ2θ甲类（θ＝180◦）乙类（θ＝90◦）丙类（θ<90◦）谐振功率放大器通常工作于丙类故θ越小，效率越高二、谐振功放的电路组成iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC谐振功放原理电路

VBB使放大器工作于丙类。

LC回路调谐于输入信号的中心频率，构成滤波匹配网络。

上图的谐振功率放大器原理电路与第2章所介绍的高频小信号调谐放大器电路结构很相似，但有以下几点区别：（1）放大管是高频大功率晶体管，常采用平面工艺制造，集电极直接和散热片连接，能承受高电压和大电流。（2）输入回路通常为调谐回路，既能实现调谐选频，又能使信号源与放大管输入端匹配。（3）输出端的负载回路也为LC调谐回路，既能实现调谐选频，又能实现放大管输入端匹配。（4）基极偏置电路为集体管发射结提供负偏压（UBB为负值），常使电路工作在丙类状态。三、谐振功放的工作原理iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC谐振功放电流、电压波形

tuBEOVBBuBE(on)

tiBO

iBmax

tiCOIC0

iCmaxic1ic2VCCuc

tuCEO

tuBEOVBBuBE(on)

tiCO

iCmaxVCCuc

tuCEO

uc与ui

反相。当uBE为uBEmax时，iC

为iCmax

，而uCE为uCE

min。

ic不仅出现时间短，而且只在uCE很小的时段内出现，因此集电极损耗很小，功放效率较高。谐振功放工作原理小结：设置VBB<UBE(on)

，使晶体管工作于丙类。当输入信号较大时，可得集电极余弦电流脉冲。将LC回路调谐在信号频率上，就可将余弦电流脉冲变换为不失真的余弦电压输出。iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC谐振功放原理电路iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uc–+––+LC谐振功放原理电路谐振功放电路与小信号谐振放大器电路有何区别？

电流脉冲的近似分析3.1.2

余弦电流脉冲的分解假设不考虑结电容，略去uCE对iC的影响，将转移特性折线化当

t

=

时，iC=0，则利用式（3.1.8）可将式（3.1.7）改写为当

t

=

0时，iC=iCmax

，由式（3.1.9)可得因此，可iC

表示为利用傅里叶级数，可将iC的脉冲序列展开为（为偶函数，无余弦分量）…00.10.20.30.40.50.620406080100120140160180

°

n()

3()

2()

0()

1()g1()3.1.2

输出功率与效率集电极电压利用系数，在尽限使用时，甲类工作状态：乙类工作状态：丙类工作状态：设00.10.20.30.40.50.620406080100120140160180

°

n()

3()

2()

0()

1()g1()例图3.1.1所示电路中，VCC=24V，Po=5W，

=70º，

=0.9,

求该功放的

C、

PD、PC、iCmax

和回路谐振阻抗Rp解：00.10.20.30.40.50.620406080100120140160180

°

n()g1()

3()

2()

0()

1()g1()2.0