第3章高频功率放大器

第3 章

高频功率放大器

本章的主要内容 ： 重点 ： 1.谐振高频功率放大电路的工作原理、 状态分 析、特性及相关参数的计算。 2.谐振高频功率放大电路的直流馈电路、以及匹 配网络。 难点 ： 谐振高频功率放大电路的状态分析及特性。

功率放大器的的概述一、高频功放在发射机中的位臵

功率放大器的的概述二、高频谐振功放与高频小信号调谐放大器的区别 相同点：工作在高频段、调谐回路作负载不同点：(1)输入信号大小不同: 功放一般为大信号，在0.5v以 上，可达1~2v。 (2)分析方法不同： 功放采用折线法 小信号放大器采用线性法。

功率放大器的的概述二、高频谐振功放与高频小信号调谐放大器的区别(3)任务不同： 功放主要任务是功率放大 小信号放大器是放大电压幅度。

(4)工作状态不同： 功放工作在丙类或者丁状态 小信号放大器工作在甲类状态

功率放大器的的概述三、高频功放与低频功放的区别 相同点：输出功率大、效率高不同点：(1)频带宽度不同 低功放：工作频率20Hz~20kHz, 相对频带宽。 高功放：工作频率几百kHz~几百 MHz,相对频带窄。 (2)负载不同

四、 功放设计中各方面的折衷关系

提高输出功率

减小失真(线性度) 管子的保护 提高效率

遗留问题：

(1) 丙类导通角<90o,何时最优？ (2) 放大、临界、饱和，何处最优？

功率放大器的的概述五、高频功率放大器的分类

1、窄带高频功率放大器：以LC谐振回路为负载又称谐振功率放大器，主要工作在丙类 或者丁类。(主要掌握的内容) 2、宽带高频功率放大器：以传输变压器为负载 工作在甲类，采用功率合成技术来增大输出 功率。在军事上为了保密和反敌干扰多采用 此放大器

功率放大器的的概述六、高频功率放大器主要技术指标1.输出功率PO2.功率放大器的效率η=PO/PE

3.功率增益AP=PO/Pi4.通频带BW0.7 5.选择性：带内放大，带外抑制。

强调： 1、输出足够大的功率、足够高的效率。 2、输出波形不失真或失真很小。

功率放大器的的概述回忆：放大器按导通角的分类

(a)甲类 class-A amplifier

(b)乙类 class-B amplifier

(c)甲乙类 class-AB amplifier

(d)丙类 class-C amplifier

功率放大器的的概述1.提高效率的措施Po 交流输出功率 η = 直流电源提供的直流功 率 PD

PD = Po PC(晶体管的热损耗)1 π PC uCE iC d t 2π π

结论：要提高高频功率放大器的输出效率，就要尽可能降低器件的功率损耗，因此谐振功

率放大器中晶体管工作在丙类工作状态。

功率放大器的的概述2. 效率与失真矛盾的解决

重点体会：电流波形

严重失真，但输出波形又不失真(完整的正弦波),且频率

为输入频率，这样的矛盾如何解决？

3.1 丙类谐振功率放大器的工作原理一、 电路的组成及特点 iCiB + vb – vB + vC – – iE –负电源

L C – vc + 输出

– + VBB

VCC

+

注意：教材中基极电源 采用正电源。

谐振功率放大器的基本电路

3.1 丙类谐振功率放大器的工作原理一、电路的组成及特点

1. 晶体管：放大和能量转换2. 输出LC调谐回路的功能： 集电极负载、 选频网络、 阻抗匹配

3. 电源: VCC--功放能源 VBB--基极电源向发射结提供负偏电 压，保证功放工作在丙类状态。

3.1 丙类谐振功率放大器的工作原理

注意：1.输入激励信号为大信号，一般在0.5v以上，可达1~2v. 也是电路工作在丙类的前提条件。

2.晶体管工作在什么区？(在后续的课程中仔细体会)

强调：功率放大的含义根据能量守恒定律能量是不能放大的，功率放大 的本质是将直流电源VCC的能量转化为高频交流信号能 量的形式的过程，从现象上看就是高频小功率信号被 放大为高频大 功率信号。

3.1 丙类谐振功率放大器的工作原理二、工作原理及性能分析uBE= Uim coswt –VBB

(注意：若VBB为正电源在中间的符号为“+”)晶体管截止电压：

UBE(on)或 UBZ(硅管0.5~0.7v,锗管0.1~ 0.2v) 1、当uBE UBZ时 iC=0 (三极管截止)

2、当uBE >UBZ时，晶体管才导通，才有电流通过。 (三极管工作在导通状态)

工作原理及性能分析iC=gc uBE iC=gc (uBE -UBE(on) ) gc

uBE 晶体管静态转移特性及其理想化曲线