通信原理大综合课件高频全

第二节高频功率放大器的原理与特性集电极电流：输出电压：丙谐振功率放大器输出功率：集电极电源供给的直流功率：集电极损耗功率Pc：动态线的斜率：导通角：二、高频谐振功率放大器的工作状态1．高频功放的动特性2．高频功放的工作状态

高频谐振功率放大器根据晶体管是否进入饱和区可以分为欠压、临界和过压三种状态。

在动态线上以uBEmax或uCEmin与动态线的交点A判别。

A1工作在欠压状态A2工作在临界状态A3工作在过压状态（1）欠压状态

在信号激励的周期内，晶体管始终工作在放大区和截止区。Uc较小，所以称为欠压。ic近似为余弦脉冲，Uc

越大输出功率越大。（2）过压状态

在信号激励的周期内，晶体管分别工作在饱和区、放大区和截止区。动态线和临界饱和线有一段重合

在过压状态负载电阻RL变化时，输出电压的幅值Uc变化不大。ic的顶部出现凹陷并在D点达到最小。凹陷越大IC0，IC1越小。

Uc较大，所以称为过压。（3）临界状态

在信号激励的周期内，晶体管始终工作在放大区和截止区。ic近似为余弦脉冲。与欠压状态相比ic略有降低。Uc有所增加。在临界状态输出功率最大，效率接近最高，对应的负载电阻RL称为最佳负载电阻，高频攻放一般工作在此状态。三种状态的特点：临界状态的特点是输出功率最大，效率接近最高，是最佳工作状态，发射机末级一般设计成此状态。②过压状态特点是负载阻抗变化时，输出电压变化小，电压幅值较大，弱过压时效率最高，发射机的中间级和集电极调幅电路采用此状态。③欠压状态的输出功率和效率都较低，集电极耗损功率较大，负载阻抗变化时，输出电压随之变化，除基极调幅电路外较少采用。三、高频功放的外部特性

外部特性是指功放的性能随外部参数变化的规律。讨论UCC,UBB,Ub,RL变化对性能的影响。

以上参数变化会影响动态线的斜率、导通角、uCEmin、uBEmax，影响功放的工作状态和性能。1．高频功放的负载特性

负载特性是指UBB，Ub，UCC一定，放大器性能随负载电阻RL变化的特性。（1）RL增加功放的工作状态由欠压到临界再进入过压状态。∵动态线的斜率：（2）欠压状态电流变化较小，电压随RL变化，过压状态，电压变化较小，电流变化较大。RL增大临界点：P1达到最大，η较大，Pc

较小。放大器接近最佳性能。对应的RL值称为匹配负载，用RLcr表示。

2．高频功放的振幅特性

高频功放的振幅特性是指只改变激励信号振幅Ub时,放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。3.高频功放的调制特性

U

CC

、RL、Ub

不变，放大器性能随UBB的变化特性。（1）基极调制特性基极调幅电路

由基极调制特性可知基极调幅应工作在欠压区。（2）集电极调制特性UBB

、RL、Ub

不变，放大器性能随U

CC的变化特性。∵在B点。∴UCC↑，工作状态：过压、临界、欠压。集电极调幅电路

由集电极调制特性可知集电极调幅应工作在过压区。4.高频功放的调谐特性

调谐特性是指Uc,Ic1,Ic0随回路电容C变化的特性。失谐时谐振回路阻抗ZL的模下降，工作状态向临界及欠压状态变化，Ic1,Ic0增加Uc减小。可按此规律调谐电路。用Ic0指示。失谐时P0增加，PI下降，Pc增大注意功放管的安全。1、放大器工作在欠压状态，随着负载电阻RL的增大而向临界状态过渡时，放大器的交流输出电压Uc将——，输出功率PI将——，iCmax将——，IC0,IC1将——，P0将——，

将——。2、放大器工作在临界状态，随着负载电阻RL的增大而向过压状态过渡时，放大器的交流输出电压Uc将——，输出功率PI将——，iCmax将——，IC0,IC1将——，P0将——，

将——。3、一个谐振功率放大器，若要求输出电压平稳，工作状态应选在——，若要求输出功率PI最大,工作状态应选在——，若要求兼顾输出功率和效率，工作状态应选在——，若进行基极调幅时，工作状态应选在——，若进行集电极极调幅时，工作状态应选在——。例2－1若设谐振功率放大器原来工作在临界状态，后来发现该放大器的性能发生变化，P1明显下降，η反而增加，不过UCC,Uc,uBEmax却保持不变，试问此时放大器工作在什么状态？并分析其性能变化的原因。解：1、仍工作在临界状态UCEmin,uBEmax没有改变2、UBB,Ub发生改变，使导通角变小。第三节高频功率放大器的高频效应一、高频晶体管的电流放大倍数1、，低频工作区，可以不考虑晶体管电抗元件对外电路的影响。2、，中频工作区，需要考虑晶体管结容对外电路的影响，f上升，电流放大倍数β下降。3、，高频工作区，需要考虑晶体管结容、引线电感、基区载流子渡越时间造成的不良影响。二、少数载流子的渡越时间效应在中频区和高频区功率增益按每