高頻功率放大器(5)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的變化。各個電流、電壓、功率與效率等隨 而變化的曲線就是負載特性曲線。 負載特性曲線是高頻功率放大器的重要特性之一。 bmBBCC VVV 、 pR?與、 ocm PVpR第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 負載特性曲線 從上面動態特性曲線隨 變化的分析可以看出 ， 由小到大 ， 放大器的工作狀態由欠壓變到臨界再進入過壓 。 相應的集電極電流由余弦脈沖變成凹陷脈沖 。 pR pR第 6章 高頻功率放大器 電流波形隨 的變化及其負載特性 增大 pRtw tw tw tw0 0 0 0Ci Ci Ci Ci欠壓狀態 臨界狀態 淺過壓狀態 深過壓狀態 pR晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 第 6章 高頻功率放大器 負載特性曲線 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 0 欠壓 過壓 1cmI0CIcmVpRpcrR 0 欠壓 過壓 pR?PoPCPc?pcrR第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 在欠壓區至臨界線的范圍內 ： 當 逐漸增大時，集電極電流脈沖的最大值 以及導通角 的變化不大。 增加僅使 略有減小。 因此 幾乎維持常數，僅隨 的增加略有下降。 在進入過壓區域后 ： 集電極電流脈沖開始下凹，而且下凹程度隨著 的增大而急劇加深，導致 也急劇下降。 pR maxCic? maxCipRpR10 cmC II 與pR10 cmC II 與pcmcm RIV 1?第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 隨 增加的變化曲線 ： 1）在欠壓區由于 變化很小，因此 隨 的增加而直線上升。 2）在過壓區由于 隨 的增加而顯著下降，因此 隨 的增加而很緩慢地上升。 近似地說，欠壓時 幾乎不變，過壓時 幾乎不變。 pcmcm RIV 1?cmV pRcmV pR1cmI1cmI pR cmVpR1cmI cmV第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 功率與效率曲線 ： 1）直流輸入功率 。由于 不變，因此 曲線與 曲線的形狀相同。 2）交流輸出功率 ，因此 的曲線可以從 與 兩條曲線相乘求出來。 3）集電極耗散功率 ，故 曲線可由 與 曲線相減而得。 在欠壓區內，當 減少時， 上升很快。當 時達到最大值，可能使晶體管燒壞。 0CCC IVP ?? CCV ?P0CI121cmcmo IVP ? oP cmV1cmIoc PPP ?? ? cP ?P oPpR cP 0?pR cP第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 集電極效率 ： 1）在欠壓時， 變化很小，所以 隨 的增加而增加； 2）到達臨界時，開始時因為 的下降沒有 下降快，因而 繼續增加，但增加得比較緩慢； 隨著 的繼續增加， 因 的急劇下降而下降，因而 略有減小。 由此可知，在靠近臨界的弱過壓狀態出現 的最大值。 ?? PPoc??P c? oPoP ?Pc?pR oP 1cmI c?c?第 6章 高頻功率放大器 三種工作狀態的特點： 1）臨界狀態 優點 — 輸出功率最大， 也較高，可以說是諧振功率放大器最佳工作狀態。 主要用于發射機末端。 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） c?第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 2）過壓狀態 優點 — 當負載阻抗變化時，輸出電壓比較平穩；在弱過壓時，效率可達最高，但輸出功率有所下降。 經常用于需要維持輸出電壓比較平穩的場合，例如發射機的中間級放大器。 第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 3）欠壓狀態 輸出功率與效率都比較低，而且集電極消耗功率大，輸出電壓又不夠穩定，因此較少采用。 但在某些場合，例如基極調幅就是利用了改變 使電路工作于欠壓狀態。 BBV第 6章 高頻功率放大器 表 三種工作狀態的比較 pcrp RR ? pcrp RR ? pcrp RR ???? PPR Cp ，0 pR該類型電路基極調幅可以采用晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 集電極電壓 對工作狀態的影響 指當保持 不變而改變 時 ， 功率放大器電流 以及功率 、 效率隨之變化的曲線 。 由于 不變 ， 所以當 由小增大時 ， 也將由小增大 ， 因而由 決定的瞬時工作點將沿 這條輸出特性由特性的飽和區向放大區移動 ， 工作狀態由過壓變到臨界再進入欠壓 ，波形由 較小的凹陷脈沖變為 較大的尖頂脈沖 。 CCVPbmBB RVV 和、 CCVcmcmC VII 、 10bmBBB VV ???m a x? CCVcmCCC VV ??m in? m inm a x CB ?? 、maxB?Ci maxCi maxCi第 6章 高頻功率放大器 對工作狀態的影響 Citw0Citw0Citw0Citw0Citw0過壓 臨界 欠壓 0 01 Ccmcm IIV cmV1cmI0CICCVCCV晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 由于 ， ， 因而可以從已知的 得出 隨 變化的曲線。 0CCC IVP ?? 2 12 cmpcmo IRIP ?? oc PPP ?? ?10 cmC II 、 co PPP 、? CCVCCV?PoPcP欠壓狀態過壓狀態 臨界0第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 基極電壓 對工作狀態的影響 當保持 不變而改變 時 ， 功率放大器電流 以及功率 、 效率隨之變化的曲線 。 當 由小增大時 ， 即 增加時 ， 靜態特性曲線向上方平移 。 因此如果原來工作于臨界狀態 ， 那么放大器將進入過壓狀態 。 反之 ， 當 減小時 ， 放大器將進入欠壓狀態 。 BBbm VV 或PCCBB RVV 和、 bmV10 cmC II 、bmV bmBBB VV ???m a x?bmV第 6章 高頻功率放大器 由于 ， 1）在欠壓狀態，隨著 的減小， 亦隨之減小。 2）在進入過壓狀態，電流脈沖出現凹頂。因此 增加時，脈沖振幅雖然增加，但凹陷深度也增大，故 的增長緩慢。 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） )c o s1(m a x cbmcC Vgi ???10 cmC II 、bmVbmV10 cmC II 、第 6章 高頻功率放大器 對工作狀態的影響 過壓 臨界 欠壓 1cmI0CIbmV0tw0Citw0Citw0Citw0Citw0Ci增大bmVbmV晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 由于 ， ， 因而可以從已知的 得出 隨 變化的曲線。 0CCC IVP ?? 2 12 cmpcmo IRIP ?? oc PPP ?? ?10 cmC II 、 co PPP 、? CCVCCV?PoPcP欠壓狀態過壓狀態 臨界0對工作狀態的影響 bmV第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（續） 由 可知，增加 等效于減小 的絕對值，二者都會使 產生同樣的變化。 因此，只要將 增加的方向改為 減小的方向，即可以得到當 不變，只改變 時，各電流與功率的變化規律。 1）在過壓區， 的變化對 的影響很小； 2）在欠壓區， 才能有效控制 的變化。 bmBBB VV ???m a x? bmV BBVmaxB?bmV BBVPbmCC RVV 和、 BBVbmBB VV 或 1cmIbmBB VV 或 1cmI第 6章 高頻功率放大器 例 由 3DA1構成的諧振功率放大器。已知 ， 工作頻率 。試求它的能量關系。 查表得晶體管的有關參數： 解：系統的工作狀態選為臨界狀態。 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（例） VVCC 24?WPo 2? M H zf 10 ?M H zfT 70? dBA p 13? mAI C 750m a x ?VV satCE )( ? WPCM 1?第 6章 高頻功率放大器 1）作為工程近似，集電極最小瞬時電壓 于是 2）由于 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（例） VVi sa tCEC )(m in ??VVV CCCcm i n ????? ?ocmppcmo PVRRVP221 22 ??? )(222?????ocmp PVRmAARVIpcmcm 1 ????第 6章 高頻功率放大器 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（例） 3）選取 ，查表得 4） 在安全電流范圍內。 5） ?70?c?)()( 10 ?? cc ???? 、mAmAIi cmC 178)70(11m a x ???? ??mAiI cCC )(1m ax0 ????? ??第 6章 高頻功率放大器 6）功率 由功率增益的定義： 所需要的激勵功率為 晶體管諧振功率放大器的折線近似分析（例） WIVP CCC 4 7 0 324 30 ????? ??)1(4 7 )24 7 ( WPWWPPP CMoc ?????? ?%81%10 047 2 ?????PP oc?iop PPA lg10?WAPPPp