ch3.4工作状态分析

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2. Eb对放大器工作状态的影响
iC
I U
Eb
O
t
欠压
O
临界 过压
Ucm Ic1m IC0 Eb
把Rc 、EC 、Ubm 不变时， Ucm随Eb变化的特性称 为基极调制特性。 谐振功放用作基极调制电路时，必须工作于欠压区。
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放大特性
1．含义 当 Eb、EC 和 Rc 一定，放 大器性能随 ubm 变化的特性。 2．特性
ucm 增大，使 t = 0 所对应的动 态点 A处在临界点，iCmax 略微 减小。 ③ 过压状态 ucm 继续增大，使 A(t = 0)动 态点处在饱和区， iC 迅速减小， 电流脉冲出现凹陷，ucm 增大， 凹陷加深。
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两种目的
调幅:要求线性变化 限幅:在很广的输入变化范围内输出基本不变 研究四种特性: 1 负载特性
若工作于过压区，则成为限幅器。
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基极调制特性
(1)含义 ubm、EC、Rc 一定，放大器性能随 Eb 变化的特性。 (2)调制特性
当 ubm 一定， Eb ， iC宽度、 高度 ， IC0 Ic1m 、ucm ， VCEmin ，放大器欠压 过压。
过压后，随 Eb，iC 宽度、 高度 ，凹陷加深，IC0 和 Ic1m 、 Ucm 均增加缓慢，可 认为近似不变。
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3.4.2 EC 对谐振功放工作状态的影响
iC
Rc 、Eb 、Ubm 不变， EC时，使 uCEmin ，使放大器从过压区经临界 状态过渡到欠压区。 uCE＝ EC +uc uCEmin ＝ EC －Ucm
O
EC t
把Rc 、Eb 、Ubm 不变时， Ucm随EC变化的特性称为集 电极调制特性。
2 U cm
Po
Ic1m IC0
O
2 Rc
Ucm
I U
欠压O 临 界 过压
Ucm Ic1m IC0 VBB
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欠压 临界 过压
四个特性在调试中的应用 在调试谐振功放时，上述四个特性十分有用。
例如，设一个丙类谐振功率放大器，设计在临界状态， 若制作出后，Po 和 C 均不能达到要求，则应如何进行调 整。 Po 达不到要求，表明放大器 没在临界。若增大 Rc 能使 Po 增大， 则根据负载特性，断定放大器工作 在欠压状态，此时分别增大 Rc 、 Ubm 和 Eb 或同时或两两增大均可 使放大器由欠压进入临界。
欠压 临界 过压
O
RC
O 欠压 临界 过压
RC
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某谐振功放，当增大EC时，发现输出功率增大，则为什么？若 发现输出功率增大不明显，则又为什么？ 答案：Po增大明显，则表明谐振功放原来工作于过压区；否则 表明谐振功放原来工作于欠压区。
2 Po 1 I c1mRc 2
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某谐振功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，应改 变哪些参数？不同的调整方法所得到的输出功率是否相同？ 答案：减小Rc ，或减小Eb ，减小Ubm ，或增大EC ； 或综合调节。 不同的调整方法所得到的输出功率不相同。
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谐振功放用作功放时，通常工作于临界状态；用作
基极调幅电路时，必须工作于欠压区；用作集电极
调幅电路时，必须工作于过压区；另外，工作于欠 压区时，可用作线性放大电路，工作于过压区时， 可用作限幅电路。
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按晶体管导通时间长短分
丙类谐振功放按晶体管是否进入饱和区分 欠压（不进入饱和区） 过压（进入饱和区） 临界（达到临界饱和）
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iC 一、欠压、临界和过压工作状态
O
iC
临界 t
欠压区 t iC
O
O
过压区 t
O uCEmin
EC EC
uCE
iC 凹陷的原因：谐振回路作负 载。饱和时， uBE对iC的影响
2 集电极调制特性
3 基极调制特性
4 振幅特性
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二、负载特性 EC 、EB 、Ubm 不变时，放大器的输出电流、电压、功率 和效率等随谐振回路的谐振电阻 Rc 变化的特性称为放大器的负 载特性。 iC Rc，使Ucm ， uCEmin ， Rc 放大器从欠压区经临界状态过渡 到过压区。
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思考讨论题
谐振功放原工作于临界状态，若集电极回路稍有失谐，放大器 的IC0、 IC1m、 PC 将如何变化？有何危险？ 答案：回路阻抗减小，使放大器工作于欠压区，IC0 和IC1m 增大； PC增大；失谐大时可能烧坏晶体管。 Ic1m c P Ucm Pomax PS IC0 Po PC
2 Po 1 I c1mRc 2
Ps I C0 EC
PC P SP o
PC 在回路阻抗很小时很大！
因此，回路失谐大时易损坏 功率管，须加以注意。
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C Po / P S
(1) 欠压区 Rc ，iC 脉冲高度略有减小，相应的 IC0、Ic1m 也略有减 小，因而 Vcm(= RcIc1m)和 Po( I 2 R )近似线性增大，而 c1m c PS(= ECIC0)略有减小，C 增大，PC 减小。 (2)过压区 Rc ，电流脉冲高度减小，凹陷加深，相应的 IC0、Ic1m 减小，结果使 ucm 略有增加，Po、PS 减小，且 Po 比 PS 减小 的慢，从而 C 略有增加，PC 略有减小。
uBE＝ Eb + ub uBEmax＝ Eb +Ubm
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1. Ubm对放大器工作状态的影响
iC
I Ubm
U
O
t
O
欠压 临界 过压
Ucm Ic1m IC0 Ubm
把Rc 、Eb 、EC 不变ห้องสมุดไป่ตู้， Ucm随Ubm变化的特性称 为放大特性或振幅特性。 谐振功放用作线性放大器时应工作于欠压区，
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3.4.3 Ubm和Eb 对谐振功放工作状态的影响
1. Ubm对放大器工作状态的影响
iC
Uim
O
t
Rc 、Eb 、EC不变， Ubm 时，使导 通角增大， uBEmax ，iC脉冲的k宽 带和高度均增大， uCEmin ，使放 大器从欠压区经临界状态过渡到过 压区，并出现凹陷。 Ubm继续增大， 则iC脉冲高度略增大，凹陷也加深。
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谐振功放用作集电极调 制电路时，必须工作于 过压区。
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(2)集电极调制特性
① 欠压状态：随 EC 减小，集电极电流脉冲高度略有 减小，因而 IC0 和 Ic1m 也将略有减小，ucm(= RcIc1m)也略有 减小。 ② 过压状态：随 EC 减小，集电极电流脉冲的高度降低， 凹深加深，因而 IC0、Ic1m、ucm 将迅速减小。
固 定 Eb ， 增 大 ubm 与上述固定 ubm 增大 Eb 的情况类似， 它们都使 iC 的宽度和 高度增大，放大器由 欠压进入过压
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(1)谐振功放作为线性功放 为了使输出信号振幅 Ucm 反 映输入信号 ub 的变化，放大器 必须在 Ubm 变化范围内工作在欠 压状态。
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(2) 谐振功放作为振幅限幅器(Amplitude Limiter) 作用：将 Ubm 在较大范围内的变化转换为振幅恒定的 输出信号。 特点：根据放大特性，放大器必须在 Ubm 的变化范围 内工作在过压状态，或 Ubm 的最小值应大于临界状态对应 的 Ubm 限幅门限电压。
uc
uCE= EC － uc uCEmin= EC － Ucm
ωt
很小，但回路选出的uc值继 续增大，使uCE继续减小，使 iC迅速减小，从而出现凹陷。 Ucm越大， uCEmin越小，凹 陷越深，脉冲高度越小。
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当Eb、Ubm、EC 不变，ucm 由小变大，动态点左移
① 欠压状态 ucm 的取值，使所对应的动态点均处在放大区。 ② 临界状态
3.4 功率放大器的工作状态分析
主要要求：
理解谐振功放过压、欠压、临界工作状态的特点
掌握丙类谐振功放的负载特性。 了解EC、EB 、Ubm对谐振功放工作状态的影响
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3.4.1 工作状态与负载特性
放大器工作状态的分类：
甲类（始终导通） 乙类（半周导通） 甲乙类（大半周导通） 丙类（小半周导通）
O
t
Rc ucm uCEmin 功放欠压 过压 iC 波形 出现凹陷。
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谐振功放的负载特性
Ic1m IC0
O
Ucm
P
c
Pomax PS Po PC
欠压 临界
R 过压 P
O 欠压 临界 过压
RP
电压、电流变化曲线
功率、效率变化曲线
U cm I c1mRc