毕业设计104高频功率放大器论文

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高频功率放大器的动态特性： （1）放大区动态特性方程

当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为： 若设：ub输入端：

uBE??UBB?Ubmcos?t

输出端：uce?EC?Ucmcos?t

?UCmcos?t

由上两式消除cos?t可得：

其中：uc1uBE??UBB?UbmEC?uce Ucm又利用晶体管的内部特性关系式（折线方程）： ic?gc?uBE?UBZ?可得：

?Ubmcos?t

??EC?uce?ic?gc??U?U?UBBbmBZ??Ucm??

?Ubm??UBB?UBZ?????gc?u?E?U()?Ccm?U??ce??gd?uce?Uo?Ubm?cm????Ubm式中：gd??gc??U?cmUo?EC?Ucm(??表示动态特性曲线的斜率， ??

UBB?UBZ)?EC?UCmcos?cUbmUBB?UBZ)?EC?UCmcos?cvv UbmUo?EC?Ucm(式中：cos?c?UBB?UBZuUUbm; o动态特性曲线在ce轴上的截距。

PD?VCCIC0

谐振功放的功率性能：

11Ic1mVcm?Ic1m2Re 22PC?PD?PO PO??C?PO/PD

（2）临界工作状态

动态特性曲线与临界饱和线以及ubemax对应的静态特性曲线，三线相交于一点 此时：ucemin?Uces, ic为尖顶余弦脉冲。

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高频功放工作在临界状态时，有较大的基波电流IC1和较大的回路电压UC1，故晶体管输出功率最大，高频功放通常选择这种工作状态。为保证这种工作状态所需的集电极负载电阻RP称为最佳负载电阻。 高频功率放大器的负载特性

临界区当EC，UBB，Ubm不变， Uc1 Ic1 Ico 临界区PD ?cPc Po v

欠压区 过压区 Rp

欠压过压Rp

负载特性是指Vbm、VBB和VCC一定时，不同Re值对功率性能影响的特性。在讨论这个特性时，应了解下述几个概念：

a、根据关系式Vcm?Ic1mRe可知，增大Re亦即增大Vcm。

B、Vbm、VBB取定，VBEmax?VBB+Vbm和管子的导通时间（或导通角）也就被确定。 C、当?t?0°时，由上图可知，VBE?VBEmax?VBB+Vbm，而对应的vCE必定是最小值，即vCEmin?VCC?Vcm，因此对应于不同vCEmin的动态点A必定在VBE?VBEmax的这条输出特性曲线上移动，如上图所示。

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d、Re越大，Vcm就越大，即vCEmin越小，画出的动态线越陡，且A点相应由放大区进入饱和区，导致动态线弯曲，由此画出的集电极电流波形由余弦脉冲波变为中间凹陷高度下降的脉冲波，如图上图所示。

E、凡A点处在放大区的称为欠压状态，A点落在饱和区的称为过压状态，A点处于临界饱和线的称为临界状态。

F、根据傅氏级数特点，脉冲电流越高，宽度越宽，IC0和Ic1m值就越大；中间凹陷越深，IC0和Ic1m值就越小。

根据上述概念，画出不同Re时集电极电流的波形如下图所示，由图可见，在欠压区，随着Re增大，集电极电流为余弦脉冲，其高度略有下降，进入过压区后，随着Re增大，集电极电流为中间凹陷的脉冲且其高度下降。

由以上图可定性画出随Re增大，IC0和Ic1m的变化特性，从而找出相应功率性能的变化特性如图所示。由图可见，随着Re增大，在欠压区，IC0、Ic1m略有下降，相应的Vcm和Po增长很快；进入过压区后，IC0和Ic1m迅速下降，相应的Vcm增加趋缓且使Po下降。结果是临界状态时，Po达到最大且效率较高。通常称相应的Re为最佳负载，用Reopt表示。 ①临界状态输出功率最大Po?Pocr，效率也较高，可以说是最佳工作状态，常选此状

态为末级功放输出状态。过压状态，效率高，但输出功率较小。

②在欠压状态IC0，IC1几乎不变，功放相当于一个恒流源，而过压状态UC1几乎不变，相当于一个恒压源。

（3）调制特性和放大特性

调制特性分集电极调制特性（当VBB、Vbm、Re不变时，iC随VCC变化的特性）和基

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极调制特性（VCC、Vbm、Re不变，iC随Vbm变化的特性）两种。

放大特性与基极调制特性相仿，它是在VCC、VBB、Re不变时，iC随Vbm变化的特性。 在讨论这些特性时，除上述概念外，还应补充如下概念。

A、VBB一定时，Vbm增大，集电极电流脉冲iC的高度和宽度都相应地增大。

B、反之，Vbm一定时，VBB越向负值方向增大，集电极电流脉冲iC的高度和宽度都相应地减小。

C、VBB、Vbm不变，Re一定时，VCC越小，A点将由放大区进入饱和区，相应的工作状态由欠压状态经临界状态进入过压状态。

这三种特性的集电极电流脉冲iC的波形分别示于图N2-5、图N2-6和图N2-7。 调制特性用来产生普通调幅波。放大特性主要作线性功率放大器（此时一般让功放工作在乙类），用来放大已调波。 2.4 谐振功率放大电路的组成原理 （1）组成原理

谐振功率放大器由直流馈电电路和滤波匹配网络组成，其电路组成原理与非谐振功率放大器相同，尚需强调下列几点。

A、功率管的输出、输入回路都必须有直流电路

B、直流通路不能影响匹配滤波网络的工作，匹配滤波网络亦不能影响直流通路的正常供电。 （2）直流馈电电路

a、集电极馈电电路

图N2-8（a）为串馈供电电路，即直流电源VCC、滤波匹配网络和功率管在电路形式上为串接的电路。图N2-8（b）为并馈供电电路，即直流电源VCC、匹配滤波网络和功率管在电路形式上为并接的电路。

由图可见，两种供电方式有相同的直流通路，VCC都能全部加到集电极上，不同的仅是滤波匹配网络的接入方式，在串馈电路中电源与滤波匹配网络串接，因此滤波匹配网络必定处于直流高电位上，网络元件不能直接接地。而在并馈电路中，电源电压通过高频扼流圈供电，再加上CC1隔断直流，因此滤波匹配网络可以处于直流地电位上，可