第五章高频功率放大器
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高频功率放大器外部特性分析及馈电要点课件
效率优化
效率是高频功率放大器的另一个关键性能指标。
输入 标题
详细描述
效率优化主要通过提高放大器的工作效率实现，这有 助于减小能源消耗和设备发热。通过调整放大器的工 作点、匹配网络和偏置条件，可以提高效率。
总结词
总结词
高效率的放大器可以减小散热装置的体积和重量，简 化整体结构设计。此外，高效的放大器还能延长设备
失真问题
由于放大器内部元件的非线性特性，当输入信号较大时，会产生失真现象。解决方案包括选用线性度 较高的元件、采用预失真技术以及优化电路设计等。
效率下降问题
效率下降原因
随着输入信号的增大，高频功率放大器的效率逐渐降低。这主要是由于放大器内部元件 的损耗和热耗散所致。
解决方案
采用低损耗元件、优化电路设计和散热设计，以及采用效率更高的放大器结构，如谐波 抑制电路和开关模式放大器等。
确保信号源与功率放大器之间的阻抗 匹配，减少信号反射和能量损失。
输出匹配网络
确保功率放大器的输出阻抗与负载阻 抗相匹配，最大化功率传输。
稳定性分析
稳定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ判定准则
通过计算稳定性因子、相位裕度等参数，判断放大器是否稳定。
预防措施
采取适当措施如加装反馈回路、调整元件参数等，提高放大器的稳定性。
04
性能优化与调试
高频功率放大器外部特性分析及馈 电要点课件
目录
• 高频功率放大器概述 • 外部特性分析 • 馈电要点分析 • 性能优化与调试 • 常见问题与解决方案 • 发展趋势与展望
01
高频功率放大器概述
Chapter
定义与工作原理
定义
高频功率放大器是一种电子设备，用于将低功率信 号放大为高功率信号，以便传输或驱动其他设备。
高频电子线路(第五章 高频功率放大器)
①高效率输出 联想对比： ②高功率输出
高频功率放大器和低频功率放大器的共同 特点都是输出功率大和效率高。
7
（3）高频功率放大器的种类
谐振功率放大器（学习重点）
特点是负载是一个谐振回路，功率放大增益可
以很大，一般用于末级； 不易于自动调谐。
宽带功率放大器（了解即可）
特点是负载是传输线变压器，可在很宽的频带
工作状态 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类 半导通角 c=180° c=90° 90° ＜c＜180° c＜90° 开关状态 理想效率 50% 78.5% 50%＜h＜78.5% h＞78.5% 负 载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路 应 用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
90%~100%
由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振 荡。当补充的能量与消耗的能量相等时，电路中就建立起 动态平衡，因而维持了等幅的正弦波振荡。
34
问题二：半流通角θc通常多大合适?
如果θc取值过大，趋向甲类放大器，则效率 太低； 如果θc取值过小，效率虽然提高了，但输出 功率的绝对值太小（因为iC脉冲太低）； 这是一对矛盾，根据实验折中，人们通常 取
gC (vB VBZ )(当vB VBZ )
外部电路关系：
vB VBB Vbm cos t
v C V CC V cm cos t
31
（4）对2个问题的解释
问题一（可能会引起同学们困惑的问题）
为什么iC的波形时有时无,而输出的波形vo却能
是连续的?
问题二（有的题目已知条件不给θc,而解题 中又需要θc ）
通过LC回路,滤去无用分量，只留下 Icm1cosωt分量
高频功率放大器和低频功率放大器的共同 特点都是输出功率大和效率高。
7
（3）高频功率放大器的种类
谐振功率放大器（学习重点）
特点是负载是一个谐振回路，功率放大增益可
以很大，一般用于末级； 不易于自动调谐。
宽带功率放大器（了解即可）
特点是负载是传输线变压器，可在很宽的频带
工作状态 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类 半导通角 c=180° c=90° 90° ＜c＜180° c＜90° 开关状态 理想效率 50% 78.5% 50%＜h＜78.5% h＞78.5% 负 载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路 应 用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
90%~100%
由于这种周期性的能量补充，所以振荡回路能维持振 荡。当补充的能量与消耗的能量相等时，电路中就建立起 动态平衡，因而维持了等幅的正弦波振荡。
34
问题二：半流通角θc通常多大合适?
如果θc取值过大，趋向甲类放大器，则效率 太低； 如果θc取值过小，效率虽然提高了，但输出 功率的绝对值太小（因为iC脉冲太低）； 这是一对矛盾，根据实验折中，人们通常 取
gC (vB VBZ )(当vB VBZ )
外部电路关系：
vB VBB Vbm cos t
v C V CC V cm cos t
31
（4）对2个问题的解释
问题一（可能会引起同学们困惑的问题）
为什么iC的波形时有时无,而输出的波形vo却能
是连续的?
问题二（有的题目已知条件不给θc,而解题 中又需要θc ）
通过LC回路,滤去无用分量，只留下 Icm1cosωt分量
《高频功率放大器,》课件
高频功率放大器的主要性能指标
包括功率增益、频率响应、效率、非线性失真等。
高频功率放大器端、输出端和放大元 件，如晶体管、MOSFET等。
放大器的工作原理
通过提供电流或电压信号来放 大输入信号。
高频功率放大器的特殊工 作方式
如开关型放大器和级联放大器。
高频功率放大器的分类
《高频功率放大器》PPT 课件
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备。本课件将介绍高频功 率放大器的概念、应用领域、工作原理、分类、设计、仿真测试以及未来发 展趋势。
简介
什么是高频功率放大器?
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备，可以提供高功率输出。
高频功率放大器的应用领域
广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信和无线电传输等领域。
放大器电路的优化设计
通过仿真和实验优化设计参数以提高性 能。
高频功率放大器的仿真与测试
仿真工具的选择
如SPICE仿真等，用于验证和优 化电路设计。
电路仿真的常用方法
如频率响应分析、时域响应分 析等。
高频功率放大器的测试方 法
如功率输出测试、谐波失真测 试等。
高频功率放大器的发展趋势
技术趋势
如宽带化、尺寸缩小等，提高性 能和便携性。
市场需求
如5G通信、物联网等领域的快速 发展。
未来发展方向
如高效能耗比、多模块设计等。
结论
1 高频功率放大器的重 2 高频功率放大器的应 3 高频功率放大器的挑
要性
用前景
战与机遇
在现代通信领域中起到至 关重要的作用。
随着相关技术的发展，将 会有更广泛的应用。
如热管理、高频干扰等。
按频段分类
如射频功率放大器、微波功 率放大器等。
包括功率增益、频率响应、效率、非线性失真等。
高频功率放大器端、输出端和放大元 件，如晶体管、MOSFET等。
放大器的工作原理
通过提供电流或电压信号来放 大输入信号。
高频功率放大器的特殊工 作方式
如开关型放大器和级联放大器。
高频功率放大器的分类
《高频功率放大器》PPT 课件
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备。本课件将介绍高频功 率放大器的概念、应用领域、工作原理、分类、设计、仿真测试以及未来发 展趋势。
简介
什么是高频功率放大器?
高频功率放大器是一种用于增强高频信号的电子设备，可以提供高功率输出。
高频功率放大器的应用领域
广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信和无线电传输等领域。
放大器电路的优化设计
通过仿真和实验优化设计参数以提高性 能。
高频功率放大器的仿真与测试
仿真工具的选择
如SPICE仿真等，用于验证和优 化电路设计。
电路仿真的常用方法
如频率响应分析、时域响应分 析等。
高频功率放大器的测试方 法
如功率输出测试、谐波失真测 试等。
高频功率放大器的发展趋势
技术趋势
如宽带化、尺寸缩小等，提高性 能和便携性。
市场需求
如5G通信、物联网等领域的快速 发展。
未来发展方向
如高效能耗比、多模块设计等。
结论
1 高频功率放大器的重 2 高频功率放大器的应 3 高频功率放大器的挑
要性
用前景
战与机遇
在现代通信领域中起到至 关重要的作用。
随着相关技术的发展，将 会有更广泛的应用。
如热管理、高频干扰等。
按频段分类
如射频功率放大器、微波功 率放大器等。
Chapter5 高频功率放大器v1.0解析
故放大器效率：
Po Po c P Po Pc
21
第五章
高频功率放大器
高频电子线路
两点结论：
1）设法尽量降低集电极耗散功率Pc，则放大器效率c 自然会提高。这样，在给定P=时，晶体管的交流输出 功率Po就会增大；
2） 由式
c Po 1 Pc c
ic ic
Q
o
eb
o
t
o振放大器波形图 t
5
t
高频功率放大器波形图
第五章
高频功率放大器
高频电子线路
高频功率放大器与非谐振功率放大器的对比
相同点： ①输出功率大， ②输出效率高。
功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直流能 量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器的效率。
不同点：
谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度 只有其中心频率的1%或更小)，其工作状态通常选为丙类工作 状态(导通角c＜90)，为了不失真的放大信号，它的负载必 须是谐振回路
非谐振放大器可分为低频功率放大器和宽带高频功率放大器。 低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在甲类或乙类工 作状态；宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。
π
sin c c cos c I cM o ( c ) π(1 cos c )
I c1m
cos t cos c 1 c ic cosωt dt I cM costdt π π c (1 cos c )
π
I cM
c sin c cos c I cM 1 ( c ) π(1 cos c )
高频电子线路复习题
高频电子线路试题库一、单项选择题（每题2分，共20分）第二章选频网络1、LC串联电路处于谐振时，阻抗（ a ）。
A、最大B、最小C、不确定2、LC并联谐振电路中，当工作频率大于、小于、等于谐振频率时，阻抗分别呈（ b ）。
A、感性容性阻性B、容性感性阻性C、阻性感性容性D、感性阻性容性3、在LC并联电路两端并联上电阻，下列说法错误的是（ a ）A、改变了电路的谐振频率B、改变了回路的品质因数C、改变了通频带的大小D、没有任何改变第三章高频小信号放大器1、在电路参数相同的情况下，双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较aA、增大 B减小 C 相同D无法比较2、三级相同的放大器级联，总增益为60dB，则每级的放大倍数为（ d ）。
A、10dBB、20C、20 dBD、103、高频小信号谐振放大器不稳定的主要原因是（ b ）（A）增益太大（B）通频带太宽（C）晶体管集电结电容C b’c的反馈作用（D）谐振曲线太尖锐。
第四章非线性电路、时变参量电路和混频器1、通常超外差收音机的中频为（ a ）（A）465KH Z （B）75KH Z （C）1605KH Z （D）10.7MH Z2、接收机接收频率为f c，f L＞f c,f I为中频频率，则镜象干扰频率为（ C ）（A）f c＞f I （B）f L+f c （C）f c+2f I（D）f c+f I3、设混频器的f L >f C，即f L =f C +f I ，若有干扰信号f n= f L +f I，则可能产生的干扰称为（）。
（A）交调干扰（B）互调干扰（C）中频干扰（D）镜像干扰4、乘法器的作用很多，下列中不属于其作用的是（）A、调幅B、检波C、变频D、调频5、混频时取出中频信号的滤波器应采用（ a ）（A）带通滤波器（B）低通滤波器（C）高通滤波器（D）带阻滤波器6、频谱线性搬移电路的关键部件是（ b ）（A）相加器（B）乘法器（C）倍频器（D）减法器7、在低电平调幅、小信号检波和混频中，非线性器件的较好特性是（）A、i=b0+b1u+b2u2+b3u3B、i=b0+b1u+b3u3C、i=b2u2D、i=b3u38、我国调频收音机的中频为（ A ）（A）465KH Z （B）455KH Z （C）75KH Z （D）10.7MH Z9、在混频器的干扰中，组合副波道干扰是由于----------- 造成的。
第5章 高频功率放大器
图3 ─ 31(a)是工作频率为50 MHz的晶体管谐振功 率放大电路, 它向50 Ω外接负载提供25 W功率, 功率 增益达7 dB。
L3
14～ 150pF L1
50 C1 C2 90～ 400 pF
V Lb
L2 Ec
＋ 13.5 V
C332～ 250 pF
C342～
50 250 pF
(a)
50 5～ 30 pF
(3 ─ 30)
Le
=
0.1971(2.3Lg
4l d
−
0.75)
10−9
(3 ─ 31)
5.4 高频功率放大器的实际线路
5.5.1 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面 结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、 Lb的应 用方法。 图3 ─ 25是集电极馈电线路的两种形式: 串联馈电 线路和并联馈电线路。 图 3 ─ 25(b) 中晶体管、 电源、 谐振回路三者是并联连接的, 故称为并联馈电线路。
L1
C1
C2 5～ 33pF
C3 15 pF
C4
L3
V
R101 0
k C5
R2 110 k
L2 ED
C6 15 pF
5～ 33 pF
50
C8 C7 5～ 33 pF
EG (b)
图 3 ─ 31 (a) 50 MHz谐振功放电路;
(b) 175 MHz谐振功放电路
5.5 高频功放、功率合成与射频
模块放大器
R1
R2
(a)
(b)
(c)
图 3 ─ 27几种常见的LC (a) L型; (b) T型; (c) Π型
对于L —I型网络有
L3
14～ 150pF L1
50 C1 C2 90～ 400 pF
V Lb
L2 Ec
＋ 13.5 V
C332～ 250 pF
C342～
50 250 pF
(a)
50 5～ 30 pF
(3 ─ 30)
Le
=
0.1971(2.3Lg
4l d
−
0.75)
10−9
(3 ─ 31)
5.4 高频功率放大器的实际线路
5.5.1 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。下面 结合集电极馈电线路和基极馈电线路说明Cb、 Lb的应 用方法。 图3 ─ 25是集电极馈电线路的两种形式: 串联馈电 线路和并联馈电线路。 图 3 ─ 25(b) 中晶体管、 电源、 谐振回路三者是并联连接的, 故称为并联馈电线路。
L1
C1
C2 5～ 33pF
C3 15 pF
C4
L3
V
R101 0
k C5
R2 110 k
L2 ED
C6 15 pF
5～ 33 pF
50
C8 C7 5～ 33 pF
EG (b)
图 3 ─ 31 (a) 50 MHz谐振功放电路;
(b) 175 MHz谐振功放电路
5.5 高频功放、功率合成与射频
模块放大器
R1
R2
(a)
(b)
(c)
图 3 ─ 27几种常见的LC (a) L型; (b) T型; (c) Π型
对于L —I型网络有
课件高频功率放大器ppt
放大器的基本组成
放大器由输入级、输出级和中间级 组成，其中输入级和输出级是关键 部分，直接影响放大器的性能。
高频放大器的特殊问题
01
02
03
频率响应
高频信号的频率较高，因 此高频放大器的频率响应 需要足够宽，以适应不同 频率的信号放大。
相位失真
由于高频信号的频率较高， 相位失真成为高频放大器 的一个重要问题，需要采 取措施进行补偿。
噪声系数是指放大器输出端的信噪比与输 入端的信噪比之比，是衡量放大器噪声性 能的重要指标。
动态范围是指放大器在保证一定信噪比的 前提下，能够放大的信号的最大幅度范围 ，是衡量放大器适应能力的重要指标。
03 电路分析
晶体管放大电路
01
晶体管放大电路的基本原理
晶体管放大电路利用晶体管的放大效应，将微弱的电信号放大成较强的
利用人工智能和机器学习技术 对高频功率放大器进行智能控 制和优化，提高其自适应能力 和稳定性。
多模多频段技术
研究多模多频段的高频功率放 大器，以满足不同通信标准和
频段的需求。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高频功率放大器用于放大雷达发射的信号，提高雷达对目标的
探测能力。
距离测量
02
通过测量发射信号与接收回波的时间差，高频功率放大器有助
于提高雷达的距离测量精度。
速度测量
03
利用多普勒效应原理，高频功率放大器有助于提高雷达的速度
测量精度。ຫໍສະໝຸດ 音频处理系统中的应用1 2
音频放大
高频功率放大器用于放大音频信号，提供足够的 功率以驱动扬声器或其他音频输出设备。
应用场景
通信领域
高频功率放大器广泛应用于通信领域，如移动通信、卫星通信、光纤 通信等，用于信号的传输和放大。
放大器由输入级、输出级和中间级 组成，其中输入级和输出级是关键 部分，直接影响放大器的性能。
高频放大器的特殊问题
01
02
03
频率响应
高频信号的频率较高，因 此高频放大器的频率响应 需要足够宽，以适应不同 频率的信号放大。
相位失真
由于高频信号的频率较高， 相位失真成为高频放大器 的一个重要问题，需要采 取措施进行补偿。
噪声系数是指放大器输出端的信噪比与输 入端的信噪比之比，是衡量放大器噪声性 能的重要指标。
动态范围是指放大器在保证一定信噪比的 前提下，能够放大的信号的最大幅度范围 ，是衡量放大器适应能力的重要指标。
03 电路分析
晶体管放大电路
01
晶体管放大电路的基本原理
晶体管放大电路利用晶体管的放大效应，将微弱的电信号放大成较强的
利用人工智能和机器学习技术 对高频功率放大器进行智能控 制和优化，提高其自适应能力 和稳定性。
多模多频段技术
研究多模多频段的高频功率放 大器，以满足不同通信标准和
频段的需求。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高频功率放大器用于放大雷达发射的信号，提高雷达对目标的
探测能力。
距离测量
02
通过测量发射信号与接收回波的时间差，高频功率放大器有助
于提高雷达的距离测量精度。
速度测量
03
利用多普勒效应原理，高频功率放大器有助于提高雷达的速度
测量精度。ຫໍສະໝຸດ 音频处理系统中的应用1 2
音频放大
高频功率放大器用于放大音频信号，提供足够的 功率以驱动扬声器或其他音频输出设备。
应用场景
通信领域
高频功率放大器广泛应用于通信领域，如移动通信、卫星通信、光纤 通信等，用于信号的传输和放大。
西安交大高频电子线路课件-第5章+高频功率放大器
β0
高频区：0.2 fT f fT
故直接进行高频区或中频区的分析 和计算是相当困难的。本节将从低频区 的静态特性来解析晶体管的高频功放的 工作原理。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
为了对高频功率放大器进行定量分析与计算，
关键在于求出电流的直流分量Ic0与基频分量Icm1。
最好能有一个明确的数学表达式来显示二者与通角
(2) 改变VCC，但Rp、Vb、VBB不变：当集电极供电电 压VCC由小至大变化时，放大器的工作状态由过压 经临界转入欠压。
在欠压区内，输出电流的 振幅基本上不随VCC变化 而变化，故输出功率基本 不变；而在过压区，输出 电流的振幅将随VCC的减 小而下降，故输出功率也 随之下降。
VCC变化时对工作状态的影响
波形系数
其中：尖顶余弦脉冲的分解系数
0
(qc
)
sinqc qc cosqc (1 cosqc )
1
(q
c
)
q
c cosqc sinq (1 cosqc )
c
n
(qc
)
2
sin
nqc cosqc n cos nqc sin n(n2 1)(1 cosqc )
qc
g1(qc )
Icm1 Ic0
P VCC Ic0
Pc P Po
0
欠压
临 界
过压
Rp
临界区 欠压区
iC
过 压 区
vbemax
vce
2. 高频功放的负载特性
I cm1 Ic0
Po
1 2 VcmIcm1
c
Po P
P VCC Ic0
Vcm
Pc P Po
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高频功放特点：1)放大高频大信号；
2)工作在丙类状态会伴随严重的失真问题; 3)重点解决失真与效率问题； 4)采用谐振负载解决失真。
2020/5/6
2020/5/6
2020/5/6
2020/5/6
6.2 高频功率放大器的工作原理
6.2.1 基本电路结构 6.2.2 工作原理分析 6.2.3 功率关系
+ VBE _
有 效 电 压 为 :
V B E V b V B B V B B V bc mo t s
由 晶 体 管 的 转 移 特 性 曲 线 可 以 看 出 ：
当 VB EVB， Zic0
ic
ic
•
当 V B E V B， Zicg cV B E V BZ
gC
式中gc为： 折 线 的 斜 率gc
2020/5/6
6.2.2 工作原理分析
1.功率放大器的作用原理：
利用输入到基级的信号，来控制集电极的直流电源所供给 的直流功率，使之转变为交流信号功率输出出去。
假设：P==直流电源供给的直流功率 Po=交流输出信号功率 Pc=集电极耗散功率
则，由能量守恒定律可
得：P==Po+Pc
为了说明放大器的转换能力，采用集电极效率η ，其定义为： c
2020/5/6
知识结构：
6.1 概述 6.2 高频功率放大器的工作原理 6.3 高频功率放大器的折线近似分析法 6.5 高频功率放大器的电路组成 6.9 功率合成器 6.10 晶体管倍频器
2020/5/6
学习目标：
1. 掌握高频功率放大器的工作原理 2. 掌握高频功率放大器的折线近似分析法 3. 熟悉高频功率放大器的电路组成原则 4. 掌握功率合成器的工作原理 5. 了解倍频器的工作原理
高频区需进一步考虑引线电感的作用
分析和计算 相当困难。
2020/5/6
6.2.1 基本电路结构
除电源和偏置电路外， 主要由三个部分组成： 晶体管：
大功率晶体管， 能承受高电压，大 电流。 输 入 激 励 电 路 ： 提 供 所 需 信 号 电 压 ； 输 出 谐 振 回 路 ： （ 1 ） 滤 波 选 频 ， ( 2 ) 阻 抗 匹 配 。
C
-VBZ
VBE C C
ic
icm
costcosc ax 1cosc
C
Vbm
Vb
尖 顶 2020余 /5/6弦 脉 冲 的 数 学 表 达 式
2.集电极电流ic
ic
icm
costcosc ax 1cosc
若 对 ic分 解 为 付 里 叶 级 数 为 ：
i c I c 0 I c 1 c m t o I c 2 c m s2 o t I s cc m n o n t s
iC
+ VBE _
ic gcVbmcost(VBBVBZ)
gcVbmcostVbmcosc
gcVbm costcosc
ic •
又 当 t 0 时 ， i c m g c V a b 1 x m c c os gC
ic
icmax
gcVb
m
icm a x
1cosc
代入ic 有：
• • -VBB
c
Po P
Po Po Pc
两点结论：
Po
( c 1c
)Pc
1）降低Pc则ηc提高， P=一定时， Po增大 2）若Pc不超过规定值，则ηc提高，将使Po大为增加， P=
也相应提高。 2020/5/6
iC
2.集电极电流ic
设 输 入 信 号 电 压 :
VbVbm cost
则 加 到 晶 体 管 基 极 ,发 射 级 的
2020/5/6
本章重点：
1. 谐振功率放大器的工作原理 2. 高频功率放大器的动态特性和负载特性 3. 高频功率放大器的电路组成 4. 功率合成器的工作原理
本章难点：
1. 高频功率放大器的动态特性和负载特性的分析 2. 功率合成器的工作原理
2020/5/6
6.1 概述
6.1.1 功放的分类 6.1.2 高频功放的分类和特点 6.1.3 高频功放的技术指标和分析方法 6.1.4 高频功放与其他放大器的比较
有
ic VBE
vce常 数
-•VBB
C
V•BZ
VBE C C
icgcV BB V bm cots V BZ C
Vb
Vbm
2020/5/6
2.集电极电流ic
i c g c V B V B bc mt o V B s Z
由 于 当 t c时 ， ic 0
V bm coc sV BB V BZ
2020/5/6
晶体管的工作情况与频率有极其密切的关系，把其 工作频率范围划分为三个区域：
低频区： f 0.5f
中频区：0.5ff 0.2fT 高频区：0.2fTf fT
fT f
低频区可以不考虑其等效电路中的电抗分量等影响，可 以用与分析电子管高频功率放大器类似的方法来分析。
﹜ 中频区要考虑晶体管各个结电容的作用
iC
iC1
ICO
其 中 各 系 数 分 别 为 ：
iC2
I c 0 2 1 i c d (t) i c m s ax 1 i c c n c c o c o c s i c s m0 ac x
I c 1 m 2 1 c c i c ct o ( d t ) s i c m ( 1 a x c 1 i m c c c c o c o ) s i c m s1 ac x
I c m 2 1 n c c i c cn o t( d t ) s i c m 2 a s x n ic n c n n 2 c 1 o 1 c c c s n c o o c sc s i s ) n i c m n a c x
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6.1.1 功放Βιβλιοθήκη 分类按工作状态分：A （ 甲 ） 类 ： 导 通 角 为 1 o80
A B （ 甲 乙 ） 类 ： 导 通 角 为 9 o0
B （ 乙 ） 类 ： 导 通 角 为 9 o0 C （ 丙 ） 类 ： 导 通 角 为 9 o0
甲类放大器适用于小信号低功率放大；乙类和丙类适用 于大功率放大；甲乙类放大器当小信号时工作在甲类，当大 信号时工作在乙类。
按工作频率分： 低频功率放大器
高频功率放大器
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6.1.2 高频功放的分类和特点
高频功放分类：1）窄带型：以谐振回路作为负载，选频范围
很窄。主要用于放大等幅信号， 例如载波信号、调频信号； 2）宽带型：采用工作频带很宽的传输线变 压器或者其他宽带匹配网络作为 负载。主要用于实现功率合成。
2)工作在丙类状态会伴随严重的失真问题; 3)重点解决失真与效率问题； 4)采用谐振负载解决失真。
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6.2 高频功率放大器的工作原理
6.2.1 基本电路结构 6.2.2 工作原理分析 6.2.3 功率关系
+ VBE _
有 效 电 压 为 :
V B E V b V B B V B B V bc mo t s
由 晶 体 管 的 转 移 特 性 曲 线 可 以 看 出 ：
当 VB EVB， Zic0
ic
ic
•
当 V B E V B， Zicg cV B E V BZ
gC
式中gc为： 折 线 的 斜 率gc
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6.2.2 工作原理分析
1.功率放大器的作用原理：
利用输入到基级的信号，来控制集电极的直流电源所供给 的直流功率，使之转变为交流信号功率输出出去。
假设：P==直流电源供给的直流功率 Po=交流输出信号功率 Pc=集电极耗散功率
则，由能量守恒定律可
得：P==Po+Pc
为了说明放大器的转换能力，采用集电极效率η ，其定义为： c
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知识结构：
6.1 概述 6.2 高频功率放大器的工作原理 6.3 高频功率放大器的折线近似分析法 6.5 高频功率放大器的电路组成 6.9 功率合成器 6.10 晶体管倍频器
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学习目标：
1. 掌握高频功率放大器的工作原理 2. 掌握高频功率放大器的折线近似分析法 3. 熟悉高频功率放大器的电路组成原则 4. 掌握功率合成器的工作原理 5. 了解倍频器的工作原理
高频区需进一步考虑引线电感的作用
分析和计算 相当困难。
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6.2.1 基本电路结构
除电源和偏置电路外， 主要由三个部分组成： 晶体管：
大功率晶体管， 能承受高电压，大 电流。 输 入 激 励 电 路 ： 提 供 所 需 信 号 电 压 ； 输 出 谐 振 回 路 ： （ 1 ） 滤 波 选 频 ， ( 2 ) 阻 抗 匹 配 。
C
-VBZ
VBE C C
ic
icm
costcosc ax 1cosc
C
Vbm
Vb
尖 顶 2020余 /5/6弦 脉 冲 的 数 学 表 达 式
2.集电极电流ic
ic
icm
costcosc ax 1cosc
若 对 ic分 解 为 付 里 叶 级 数 为 ：
i c I c 0 I c 1 c m t o I c 2 c m s2 o t I s cc m n o n t s
iC
+ VBE _
ic gcVbmcost(VBBVBZ)
gcVbmcostVbmcosc
gcVbm costcosc
ic •
又 当 t 0 时 ， i c m g c V a b 1 x m c c os gC
ic
icmax
gcVb
m
icm a x
1cosc
代入ic 有：
• • -VBB
c
Po P
Po Po Pc
两点结论：
Po
( c 1c
)Pc
1）降低Pc则ηc提高， P=一定时， Po增大 2）若Pc不超过规定值，则ηc提高，将使Po大为增加， P=
也相应提高。 2020/5/6
iC
2.集电极电流ic
设 输 入 信 号 电 压 :
VbVbm cost
则 加 到 晶 体 管 基 极 ,发 射 级 的
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本章重点：
1. 谐振功率放大器的工作原理 2. 高频功率放大器的动态特性和负载特性 3. 高频功率放大器的电路组成 4. 功率合成器的工作原理
本章难点：
1. 高频功率放大器的动态特性和负载特性的分析 2. 功率合成器的工作原理
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6.1 概述
6.1.1 功放的分类 6.1.2 高频功放的分类和特点 6.1.3 高频功放的技术指标和分析方法 6.1.4 高频功放与其他放大器的比较
有
ic VBE
vce常 数
-•VBB
C
V•BZ
VBE C C
icgcV BB V bm cots V BZ C
Vb
Vbm
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2.集电极电流ic
i c g c V B V B bc mt o V B s Z
由 于 当 t c时 ， ic 0
V bm coc sV BB V BZ
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晶体管的工作情况与频率有极其密切的关系，把其 工作频率范围划分为三个区域：
低频区： f 0.5f
中频区：0.5ff 0.2fT 高频区：0.2fTf fT
fT f
低频区可以不考虑其等效电路中的电抗分量等影响，可 以用与分析电子管高频功率放大器类似的方法来分析。
﹜ 中频区要考虑晶体管各个结电容的作用
iC
iC1
ICO
其 中 各 系 数 分 别 为 ：
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I c 0 2 1 i c d (t) i c m s ax 1 i c c n c c o c o c s i c s m0 ac x
I c 1 m 2 1 c c i c ct o ( d t ) s i c m ( 1 a x c 1 i m c c c c o c o ) s i c m s1 ac x
I c m 2 1 n c c i c cn o t( d t ) s i c m 2 a s x n ic n c n n 2 c 1 o 1 c c c s n c o o c sc s i s ) n i c m n a c x
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6.1.1 功放Βιβλιοθήκη 分类按工作状态分：A （ 甲 ） 类 ： 导 通 角 为 1 o80
A B （ 甲 乙 ） 类 ： 导 通 角 为 9 o0
B （ 乙 ） 类 ： 导 通 角 为 9 o0 C （ 丙 ） 类 ： 导 通 角 为 9 o0
甲类放大器适用于小信号低功率放大；乙类和丙类适用 于大功率放大；甲乙类放大器当小信号时工作在甲类，当大 信号时工作在乙类。
按工作频率分： 低频功率放大器
高频功率放大器
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6.1.2 高频功放的分类和特点
高频功放分类：1）窄带型：以谐振回路作为负载，选频范围
很窄。主要用于放大等幅信号， 例如载波信号、调频信号； 2）宽带型：采用工作频带很宽的传输线变 压器或者其他宽带匹配网络作为 负载。主要用于实现功率合成。