通電通信電路

wRciC頻譜2w3wLC回路阻抗0

wicωtθ

θic1ic2ic4IcoIcmaxEbEcic

=

Ic0

+

ic1

+

ic

2

+...=

Ic0

+

Ic1m

coswt

+

Ic

2m

cos

2wt

+...-cωθB3.3

功率和效率（1）晶體管集電極輸出的交流功率2ocmc0c1mc

2mcm

c1mTP

=

1TU

coswt

(I

+

I

coswt

+

I0cos

2wt

+...)dt=

1

U

ITTTccmTcos

wt

i

(t

)dtp(t

)dt

=

1P

=

1-

u

(t

)i

(t

)dt

=

1

UT

T00c1

c00uc1

(t

)=

-U

cm

cos

wt=

-I

c1mRc

cos

wtEc（2）電源供給的直流功率T

Tc

cs

00P￠=

1

T

p(t

)dt

=

1

T

-

E i

(t

)dt0c

2mc1mTc

c0sT=

-Ec

Ic0P￠=

1cos

2wt

+...)dt-

E

(I

+

I

coswt

+

IPs

=

Ec

Ic0Ec（3）集電極損耗功率TCETcTu ic

(t

)dt

=

Ps

-

PoP

=00p(t

)dt

=

1cccs（4）集電極效率1c·Ucm00

c

maxc0Ucm

·

Ic1m1=

·P

2

E

I=

P0

1=

·2

a

E1

a1=

·2

E

a

IUcm

·

a1Ic

maxhEcPs

=

Ec

Ic00

cm

c1m2P

=

1

U

I為了兼顧效率和輸出功率，一般以400~700為宜。此時，比值在1.7到1.9之間。極效率2cDc·Ucm0=

·P

2

a

E1

a1（4）集電h

=P0ucEce

min

=

Ec

-Ucm若飽和壓降為1V，在E

=12V時，電壓利用系數(shù)類1=

0.78

~

0.87丙

hc

=

2

·(1.7

~

1.9)·0.917甲類1hc

=

2

·1·0.917

=

0.46乙1cUcm/Ec=11/12=0.917類

hc

=

2

·1.58·0.917

=

0.72α1/α2Uj=0.6V，g=10mA/V，Icmax=20mA，Ec=12V時，忽略飽和壓降。求θ=600時的輸出功率、效率和Eb。20=

1

·

7.6

·12

=

0.86

=

86%2 4.4

·12C

0

CcC

0

C

maxo2

I

E=

1

I

c1mUcmP

=

·7.6

·12

=

45.6mWhIc1m

=

IC

maxa

(60 )

=

20

·0.38

=

7.6mA11從分解系數(shù)曲線圖可讀出，α1(600)=0.38

,

α0(600)

=0.22UbmU

+

Ecosq

=

j

bI

=

I

a

(60 )

=

20

·0.22

=

4.4mA

Ic

max

=

g

Ubm

-

Eb

-U

j可求出Eb-EcEbuce=

EC

-Ucm

cos

wtube

=Ubm

coswt

-

Eb放大區(qū)：ic=g(ube-Uj)ic

=

g(-

Eb

-U

j

)Q

:

uce

=

Ec

;C

:

wt

=

0;ic

=

Ic

max

=

g

Ubm

-

Eb

-U

j

;uce

=

Ec

-Ucm導(dǎo)通B

:uce

=Ec

-Ucm

cosq,ic

=0

點B假設(shè)點

Q（靜態(tài)工作點）3.4

諧振功率放大器的工作狀態(tài)分析3.4.1諧振功率放大器的動態(tài)特性對于放大區(qū)中的動態(tài)特性直線，斜率絕對值的倒數(shù)稱為動態(tài)電阻

Rc’。cosq,0)c

cmB(E

-UC(Ec

-Ucm

,

Ic

max

)Q

Ec

,

g

-

Eb

-U

j3.4.2

諧振功放的三種工作狀態(tài)欠壓狀態(tài)：Ucemin>Uces，晶體管工作在放大和截止區(qū)。臨界狀態(tài)：Ucemin=Uces，進(jìn)入飽和區(qū)邊緣。過壓狀態(tài)：

Ucemin<Uces，晶體管工作在飽和、放大和截止區(qū)。根據(jù)C點位置判斷例某高頻功放工作在臨界狀態(tài),已知E

C

=18V

，gcr=0.6A/V（線段OC，也稱為臨界飽和線），θ=60°，Rc=100Ω，求Po、Ps和集電極效率ηc。C(Ec

-Ucm

,

Ic

max

)B(Ec

-Ucm

cosq,0)cmccrIc

maxIc

maxEc

-

Ic

maxa1Rc=E

-Ug

=3.4.3

參數(shù)變化對工作狀態(tài)的影響1.電阻的影響：負(fù)載特性研究的問題：當(dāng)EC、Eb和Ubm

不變，改變諧振電阻Rc時，放大器的電流，電壓，功率和效率隨Rc的變化情況。Rc

=

a1

(1-

cosq)Rc當(dāng)Rc由小變大時，斜率絕對值（R’c是斜率絕對值的倒數(shù)）由大變小，動態(tài)線以Q為圓心，由①變到③。Q(Ec

,

g(-Eb

-U

j

))bjUbmU

+

Ecosq

=ubeic-?Eb?UjqqicqqgUbm?ubeubemaxicmaxuceicECQUces??uceminuceminubemax?當(dāng)Rc小時，Ucemin>Uces，欠壓狀態(tài)。當(dāng)Rc大時，Ucemin<Uces，過壓狀態(tài)。Ucemin=Uces，臨界狀態(tài)，Rc=Rcp（最佳負(fù)載電阻）。icuce負(fù)載特性（1）欠壓區(qū)Rc欠壓區(qū) 過壓區(qū)臨界區(qū)Rc臨界區(qū)Ic1mIc0hcPsubemaxUcm22

I

EP

=

1U

I?fi

Pc

=

Ps

-

P0

flc0

c=

1

Ic1m

Ucmc0

cm

c1m?fi

hPC欠壓區(qū) 過壓區(qū)當(dāng)Rc線性增加時，Icmax幾乎不變（略減?。琁c1m，Ic0幾乎不變（略減?。︰cm=Ic1mRc線性增加，Ps=ECIc0幾乎不變（略減?。㏄ouceRc欠壓區(qū) 過壓區(qū)臨界區(qū)Rc臨界區(qū)Ic1mIc0chPsPcUcmUcmIc

max=Ic1m

Rc幾乎不變（略有上升）欠壓區(qū) 過壓區(qū)Ic1m

,

Ic

0

flflfiRc

?fi

flflfi變化緩慢oc

scc-P

變化緩慢，P

=

Pc0c1m

cmcm

Ic1m

fls

c

c0

o2

I

E1

I

U2P

=

E

I

flflfi

P

=

1

Ufi

h

=Po負(fù)載特性（2）過壓區(qū)：余弦脈沖頂部下凹在強過壓狀態(tài)，電流波形強烈畸變，效率會下降。ubemaxic負(fù)載特性（3）小結(jié)2.Ec的影響—集電極調(diào)制特性uceicubemax?EC

EC

EC?Q

?Q

?Q????w

tic過壓區(qū) 欠壓區(qū)

EC臨界區(qū)Ic1mIc0研究的問題：當(dāng)Rc、Ubm、Eb不變時，EC的影響。在欠壓區(qū)，Ic0、Ic1m基本不變。只有工作在過壓區(qū)，才能有效地實現(xiàn)EC對Ic1m的控制作用，故集電極調(diào)幅電路應(yīng)工作在過壓區(qū)。UbmU

+

Ecosq

=

j

bRc

=

a1

(1-

cosq)RcQ(Ec

,

g(-Eb

-U

j

))進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著Eb在正向偏置方向增大，脈沖電流的寬度增加，最大幅度幾乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使Ic0、Ic1m和相應(yīng)的Ucm增大得十分緩慢。UcmIc1mIc0臨界-Eb過壓欠壓OicUic飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)當(dāng)Ubm固定，基極漸漸變?yōu)檎?/p>

偏置時，電流的幅度和寬度均增大，狀態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過壓區(qū)。qC

1qC

2qC

3b3.E

的影響—基極調(diào)制特性研究的問題：當(dāng)Rc、Ubm、EC不變時，Eb的影響。要實現(xiàn)E

對bUcm的有效控制，要求工作在欠壓區(qū)bmUU

+

Ecosq

=

j

bRc

=

a1

(1-

cosq)RcQ(Ec

,

g(-Eb

-U

j))bm4.

U

的影響—振幅特性U飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)qC

1qC

2qC

3UcmIc1mIc0Ubm過壓臨界欠壓OO

ωtOωtωt

O

ωt

OUbm增大Ubm線性功率放大器UcmUbmUcm振幅限幅器UcmUbmUcm固定Eb、增大Ubm和固定Ubm、-Eb增加類似。ube

=Ubm

coswt

-

Eb3.5

調(diào)諧功率放大器的實用電路要使高頻諧振功率放大器正常工作，在其輸入和輸出端還需接有：直流饋電（供電）線路：為晶體管各級提供合適的偏置；交流匹配網(wǎng)絡(luò)：將交流功率信號有效地傳輸。3.5.1

直流饋電電路以集電極直流饋（供）電電路為例。饋電電路有兩種基本形式：串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋電。串饋就是把功放管，負(fù)載回路和直流電源三部分串聯(lián)起來。并饋就是將這三部分并聯(lián)起來。電路構(gòu)成原則：除晶體管內(nèi)部外，盡量沒有其他電阻消耗直流能量。負(fù)載回路產(chǎn)生所需的高頻輸出功率，濾除不要的諧波分量。Cc：旁路電容，對交流有短路作用。

Lc：扼流圈，對交流呈現(xiàn)大感抗，相當(dāng)于斷路。3.5.2自給偏壓環(huán)節(jié)基極饋電電路也分串饋和并饋。串饋就是將高頻輸入信號電壓、基極直流電源和晶體管的發(fā)射結(jié)相串聯(lián)。并饋就是將三部分并聯(lián)起來。但基極很少使用獨立電源，多利用射極電流或基極電流的

直流分量，在某個電阻上產(chǎn)生

的電壓作為放大器的自給偏壓。串IeoCBLBLBLBCERBReVTVT

VTIBOEb+Eb-自給偏壓方式（1）