第四章 频功率放大器

第四章 高频功率放大器

4-1）若非线性特性用折线近似表示，如题图4-1所示，,/10,1V mA g V V bz ==偏压

,2V V bb -=激励电压V U 2.5=。求电流i 的各个分量幅度.,,210I I I 若要加大1I ，应怎样改

动U V bb 和？

【解】 （1） )cos (bz bb V wt U V g i -+=

当 ,,0Φ==wt i 即 0)cos (=-Φ+bz bb V U V g

故

ο

552.5)

2(1cos cos 11

=--=-=Φ--U V V bb bz

又 I i wt ==,0

故

mA I a I mA

I a I mA I a I a I mA V V mA V U V g I m m m m bZ bb m 622273.0)55(05.822366.0)55(4.422201.0)55()(22)12.52(/10)(2211000=⨯===⨯===⨯==Φ==-+-•=-+=οοο

（2）因m I a I )(11Φ=

要 ,1↑I 应 .,)(1↑↑Φm I a 要使,)(1↑Φa 在ο120<Φ时，应增加Φ，即减小b b V

；要使

,↑m I 应增大U 。

4-2）题图4-2所示为晶体管转移特性，用它作二倍频器，为了使c i 中的二次谐波的成分最大，bb V 应如何选取？（bb V 是直流偏压，设U V bz ,均固定不变）

。

【解】 因

U V V bb

bz -=

ϕcos

当ο

60=ϕ时，二次谐波分量最大，而

,2160cos =

ο故有U V V bb

bz -=

21，即

U

V V bz bb 21

-= 4-3）某谐振高频功率放大器原理如题图4-3所示，已知信号电压为.cos t w U u s s ο=假设0f 远小于晶体管的特征频率T f ，负载回路为谐振于0ω的高Q 回路，试画出cc c c b bc u u i i u ,,,,的

波形示意图（要求各波形图的时间轴对齐）。

【解】

4-4）在上题中将负载回路改为谐振于 02ω的高Q 回路，试画出.,,,.ce c c be u u i u 的波形示意图。 【解】

4-5）已知谐振功率放大器的输出功率W P 5~=，集电极电源电压为V V ce 24+=试问： （1）

当集电极效率为%60=c η时，计算集电极耗散功率,c P 电源供给功率0P 和集电极电流的直流分量co I 。 （2）

若保持输出功率不变，而效率提高为80%，问集电极耗散功率c p 减少了多少？

【解】 （1）因 c c P P P +=

~~

η

所以，

~

1P P c

c

c •-=ηη

将数据代入W P c 33.356.06

.01=⨯-=

W P P P c 33.8533.3~0=+=+=

A

V P I cc co 347.02433.80===

(2) 若%80=c η 则

W P c 25.158.08

.01'=⨯-=

c

P 的减少量

W P P P c c c 08.225.133.3'

=-=-=∆ 按百分比计算: c P 减少了%62%10033.308

.2=•

4-6) 设谐振高频功率放大器的集电极电流通角ϕ分别为180度,90度,和60度,在上述三种情况,放大器均工作于临界状态,它们的cm cc I V ,也均相同,是分别画出它们理想化动态特性曲线,并计算三种通角情况下集电极效率

η

的比值,输出功率~P 的比值.

【解】

说明: 因

cm

I 均为临界状态,所以,可由,cm I 值在临界线上确定出点A.

因cc V 均相同,所以过cc V 点做横轴的垂线MN ，三种情况的工作点均应在此MN 上,

(1) 现考虑刚刚为ο

180=ϕ状态(全流通)，则其静态工作点的电流应为cm I 21,由cm

I 21在

MN 上得Q 点,连接AQ 并延长到与横轴相交于D ，则直线AD 即为ο

180=ϕ时的动态特性

曲线.

注：也可由A 点做横轴垂线得m in ce u 再在横轴上取min 2ce cc u V -得D 点,连接AD 即为

ο180=φ时的动态特性曲线.

(2) 对于ο90=φ状态,直接在横轴上取cc V 点,即为其静态工作点'

Q .连接.,''D Q AQ 则折线D AQ '即为ο

90=φ时的动态特性曲线..

(3).对于ο60=φ状态,因

5.060cos cos ==ο

φ.所以可在MN 线上自cc V 点向下取cm I 即得''Q ,连线'

'AQ 与横轴相交于B,则折线ABQ,即位ο

60=φ时的动态特性曲线；

注：也可以由m in ce u 和cc V 的中点得到B 点。

计算：

?:?:?)60(:)90(:)180(=ο

οοηηη

因

cc c

cm cm cc c cc c V U a I a I V U I I ••••=•=

)()(2121011ϕϕη 因三种情况下的c cc U V ,均相同

所以，

)60(:)90(:)180(ο

οοηηη

8.1:57.1:1)

60()60(:

)90()90(:)180()180(0010101==a a a a a a οοοοο

计算：?:?:?)60(:)90(:)180(~~~=ο

οοP P P