通信原理大綜合課件高頻全

第二節(jié)高頻功率放大器的原理與特性集電極電流：輸出電壓：丙諧振功率放大器輸出功率：集電極電源供給的直流功率：集電極損耗功率Pc：動(dòng)態(tài)線的斜率：導(dǎo)通角：二、高頻諧振功率放大器的工作狀態(tài)1．高頻功放的動(dòng)特性2．高頻功放的工作狀態(tài)

高頻諧振功率放大器根據(jù)晶體管是否進(jìn)入飽和區(qū)可以分為欠壓、臨界和過(guò)壓三種狀態(tài)。

在動(dòng)態(tài)線上以u(píng)BEmax或uCEmin與動(dòng)態(tài)線的交點(diǎn)A判別。

A1工作在欠壓狀態(tài)A2工作在臨界狀態(tài)A3工作在過(guò)壓狀態(tài)（1）欠壓狀態(tài)

在信號(hào)激勵(lì)的周期內(nèi)，晶體管始終工作在放大區(qū)和截止區(qū)。Uc較小，所以稱為欠壓。ic近似為余弦脈沖，Uc

越大輸出功率越大。（2）過(guò)壓狀態(tài)

在信號(hào)激勵(lì)的周期內(nèi)，晶體管分別工作在飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。動(dòng)態(tài)線和臨界飽和線有一段重合

在過(guò)壓狀態(tài)負(fù)載電阻RL變化時(shí)，輸出電壓的幅值Uc變化不大。ic的頂部出現(xiàn)凹陷并在D點(diǎn)達(dá)到最小。凹陷越大IC0，IC1越小。

Uc較大，所以稱為過(guò)壓。（3）臨界狀態(tài)

在信號(hào)激勵(lì)的周期內(nèi)，晶體管始終工作在放大區(qū)和截止區(qū)。ic近似為余弦脈沖。與欠壓狀態(tài)相比ic略有降低。Uc有所增加。在臨界狀態(tài)輸出功率最大，效率接近最高，對(duì)應(yīng)的負(fù)載電阻RL稱為最佳負(fù)載電阻，高頻攻放一般工作在此狀態(tài)。三種狀態(tài)的特點(diǎn)：臨界狀態(tài)的特點(diǎn)是輸出功率最大，效率接近最高，是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)末級(jí)一般設(shè)計(jì)成此狀態(tài)。②過(guò)壓狀態(tài)特點(diǎn)是負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出電壓變化小，電壓幅值較大，弱過(guò)壓時(shí)效率最高，發(fā)射機(jī)的中間級(jí)和集電極調(diào)幅電路采用此狀態(tài)。③欠壓狀態(tài)的輸出功率和效率都較低，集電極耗損功率較大，負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出電壓隨之變化，除基極調(diào)幅電路外較少采用。三、高頻功放的外部特性

外部特性是指功放的性能隨外部參數(shù)變化的規(guī)律。討論UCC,UBB,Ub,RL變化對(duì)性能的影響。

以上參數(shù)變化會(huì)影響動(dòng)態(tài)線的斜率、導(dǎo)通角、uCEmin、uBEmax，影響功放的工作狀態(tài)和性能。1．高頻功放的負(fù)載特性

負(fù)載特性是指UBB，Ub，UCC一定，放大器性能隨負(fù)載電阻RL變化的特性。（1）RL增加功放的工作狀態(tài)由欠壓到臨界再進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)?！邉?dòng)態(tài)線的斜率：（2）欠壓狀態(tài)電流變化較小，電壓隨RL變化，過(guò)壓狀態(tài)，電壓變化較小，電流變化較大。RL增大臨界點(diǎn)：P1達(dá)到最大，η較大，Pc

較小。放大器接近最佳性能。對(duì)應(yīng)的RL值稱為匹配負(fù)載，用RLcr表示。

2．高頻功放的振幅特性

高頻功放的振幅特性是指只改變激勵(lì)信號(hào)振幅Ub時(shí),放大器電流、電壓、功率及效率的變化特性。3.高頻功放的調(diào)制特性

U

CC

、RL、Ub

不變，放大器性能隨UBB的變化特性。（1）基極調(diào)制特性基極調(diào)幅電路

由基極調(diào)制特性可知基極調(diào)幅應(yīng)工作在欠壓區(qū)。（2）集電極調(diào)制特性UBB

、RL、Ub

不變，放大器性能隨U

CC的變化特性。∵在B點(diǎn)?！郩CC↑，工作狀態(tài)：過(guò)壓、臨界、欠壓。集電極調(diào)幅電路

由集電極調(diào)制特性可知集電極調(diào)幅應(yīng)工作在過(guò)壓區(qū)。4.高頻功放的調(diào)諧特性

調(diào)諧特性是指Uc,Ic1,Ic0隨回路電容C變化的特性。失諧時(shí)諧振回路阻抗ZL的模下降，工作狀態(tài)向臨界及欠壓狀態(tài)變化，Ic1,Ic0增加Uc減小?？砂创艘?guī)律調(diào)諧電路。用Ic0指示。失諧時(shí)P0增加，PI下降，Pc增大注意功放管的安全。1、放大器工作在欠壓狀態(tài)，隨著負(fù)載電阻RL的增大而向臨界狀態(tài)過(guò)渡時(shí)，放大器的交流輸出電壓Uc將——，輸出功率PI將——，iCmax將——，IC0,IC1將——，P0將——，

將——。2、放大器工作在臨界狀態(tài)，隨著負(fù)載電阻RL的增大而向過(guò)壓狀態(tài)過(guò)渡時(shí)，放大器的交流輸出電壓Uc將——，輸出功率PI將——，iCmax將——，IC0,IC1將——，P0將——，

將——。3、一個(gè)諧振功率放大器，若要求輸出電壓平穩(wěn)，工作狀態(tài)應(yīng)選在——，若要求輸出功率PI最大,工作狀態(tài)應(yīng)選在——，若要求兼顧輸出功率和效率，工作狀態(tài)應(yīng)選在——，若進(jìn)行基極調(diào)幅時(shí)，工作狀態(tài)應(yīng)選在——，若進(jìn)行集電極極調(diào)幅時(shí)，工作狀態(tài)應(yīng)選在——。例2－1若設(shè)諧振功率放大器原來(lái)工作在臨界狀態(tài)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)該放大器的性能發(fā)生變化，P1明顯下降，η反而增加，不過(guò)UCC,Uc,uBEmax卻保持不變，試問(wèn)此時(shí)放大器工作在什么狀態(tài)？并分析其性能變化的原因。解：1、仍工作在臨界狀態(tài)UCEmin,uBEmax沒(méi)有改變2、UBB,Ub發(fā)生改變，使導(dǎo)通角變小。第三節(jié)高頻功率放大器的高頻效應(yīng)一、高頻晶體管的電流放大倍數(shù)1、，低頻工作區(qū)，可以不考慮晶體管電抗元件對(duì)外電路的影響。2、，中頻工作區(qū)，需要考慮晶體管結(jié)容對(duì)外電路的影響，f上升，電流放大倍數(shù)β下降。3、，高頻工作區(qū)，需要考慮晶體管結(jié)容、引線電感、基區(qū)載流子渡越時(shí)間造成的不良影響。二、少數(shù)載流子的渡越時(shí)間效應(yīng)在中頻區(qū)和高頻區(qū)功率增益按每