w第3章-2 高頻功率放大器

五、負載特性負載特性是指在晶體管及Vcc、Vbb、Ubm一定時，改變回路諧振電阻Rp，高頻功率放大器的工作狀態(tài)、電流、電壓、功率和效率隨Rp變化的關(guān)系。晶體管、Vcc、Vbb、Ubm一定，則Vcc、IQ=-

gc(Ubz-

Vbb)不變，因此Q點固定不變。由于cosθc=(Ubz-Vbb)/Ubm不變，通角θc為常數(shù)，則gd的絕對值與Rp成反比。另外，ubemax=Vbb+Ubm不變，則動態(tài)特性的A點在ubemax線上隨Rp的增大而變化，A1→A2

→

A3。隨著Rp的增大，高頻功率放大器的工作狀態(tài)由欠壓狀態(tài)變到臨界狀態(tài)，然后進入過壓狀態(tài)。討論分析1：Ic0、Ic1m、Ucm隨Rp變化的情況欠壓和臨界狀態(tài)：集電極電流為尖頂脈沖，且IcM、θc不變，則隨著Rp的增大，

Ic0、Ic1m

不變，Ucm=Ic1mRp隨Rp增大而線性增大。過壓狀態(tài)：由于集電極電流不是尖頂脈沖，其分解系數(shù)不同于尖頂脈沖的分解系數(shù)，但總的趨勢是Rp增大，IcM減小↓，θc不變，Ic0、Ic1m

隨Rp的增大而減少↓，Ucm=Ic1mRp增大較為緩慢。分析2：P=、PO、ηc隨Rp變化欠壓和臨界狀態(tài)：由于

Ic0、

Ic1m不變，隨著Rp增大，P=保持不變，

PO線性增大，ηc線性增大。進入過壓：隨Rp增大↑，由于

Ic0、

Ic1m而減少↓，則隨Rp增大，P=減小↓，PO減小↓。而集電極效率在弱過壓區(qū)，由于PO下降較P=下降緩慢，ηc略增。進入強過壓區(qū)，Ic1m下降較大，ηc就會下降。1、在欠壓狀態(tài)的大部分范圍內(nèi)，Po、

ηc都較低，且當諧振電阻Rp變化時，輸出信號電壓振幅將產(chǎn)生較大變化（輸出不穩(wěn)定），因此，除了特殊場合外，很少采用這種工作狀態(tài)。注：Rp

=

0（負載短路），Pc達最大值。

2、在臨界狀態(tài)，Po最大，ηc也高，常用于發(fā)射機的功率輸出級，以便獲得最大輸出功率。

3、在過壓狀態(tài)，當Rp變化時，輸出信號電壓振幅Ucm變化較小，多用于需要維持輸出電壓比較平穩(wěn)的場合，如發(fā)射機的中間放大級。在弱過壓區(qū)，集電極效率最高，輸出功率Po下降不多。結(jié)論六、各級電壓對工作狀態(tài)的影響

（一）Vcc對工作狀態(tài)的影響當gc、Ubz、Vbb、Ubm、Rp不變時,在欠壓區(qū)：VccVcc（一）Vcc對工作狀態(tài)的影響1、當Vcc由Vcc’’

變大到Vcc’

時，IQ、

ubemax不變，ic依然是尖脈沖，Ic1m不變，gd不變，動態(tài)特性向右平移，由臨界進入欠壓。2、當Vcc由Vcc’’

變小到Vcc’’’

時，IQ、

ubemax不變，ic變?yōu)榘柬斆}沖，進入過壓區(qū)，Ic1m下降，|gd|略為增加，原動態(tài)特性向左移，由臨界進入過壓。VccVccVcc對電流和功率的影響可用于集電極調(diào)幅（二）Ubm（變）對工作狀態(tài)的影響1、當Ubm由U’bm增大到U’’bm時，Q不變，ubemax增大(A上移)，cosθc減少，θc增大，α1增大，|gd|減小(AB繞Q左旋)，由欠壓進入臨界。2、當Ubm由U’’bm增大到U’’’bm時，Q不變，ubemax增大(A上移)，Ucm基本不變，|gd|變大(AB繞Q右旋)，由臨界進入過壓。當gc、Ubz、Vbb、Vcc、Rp不變UbmUbm（二）Ubm變化對工作狀態(tài)的影響1、當Ubm由U’bm↑增大到U’’bm時，Q不變，ubemax增大（A上移），cosθc減少，(1-cosθc)↑，θc增大，α1增大↑，|gd|減?。ˋB繞Q左旋），由欠壓（A1)進入臨界(A2)。2、當Ubm由U’’bm增大到U’’’bm時，Q不變，ubemax增大（A上移），Ucm基本不變，|gd|變大（AB繞Q右旋），由臨界(A2)進入過壓(A3)。當gc、Ubz、Vbb、Vcc

、Rp不變UbmUbmg1Ubm對電流和功率的影響（三）Vbb對工作狀態(tài)的影響1、當Vbb由V’bb增大到V’’bb時，Vcc不變，IQ增大（絕對值減少，Q上移），ubemax增大（A上移），Ucm增大↑，|gd|減小↓（AB左旋），由欠壓(A1)進入臨界(A2)。2、當Vbb由V’’bb增大到V’’’bb時，Vcc不變，IQ增大（絕對值減少，Q上移），ubemax增大（A上移），Ucm略增大↑，|gd|略減?。ˋB基本向上平移），由臨界(A2)進入過壓(A3)。gc、Ubz、Vbm、Vcc

、Rp不變VbbVbb（三）Vbb對工作狀態(tài)的影響VbbVbbI0Vbb0Vbb

P可用于基極調(diào)幅第四節(jié)諧振功率放大電路組成:輸入回路、晶體管、輸出回路。輸入、輸出回路的作用是:⑴提供放大器所需的正常偏置；⑵實現(xiàn)濾波（調(diào)諧于基波頻率）；⑶保證阻抗匹配。認為諧振功放電路由直流饋電電路和匹配網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。一、直流饋電電路

L’是高頻扼流圈，對直流短路，對交流開路C’是電源濾波電容(去藕電容),對直流開路，對交流短路（一）集電極直流饋電電路（a）串聯(lián)直流饋電（b）并聯(lián)直流饋電L’是高頻扼流圈，對直流短路，對交流開路C’是電源濾波電容(去藕電容)，對直流開路，對交流短路C’’是隔直電容(耦合電容)，對直流開路，對交流短路（二）基極直流饋電電路串聯(lián)饋電并聯(lián)饋電基極自給反向偏置電路二、匹配網(wǎng)絡(luò)根據(jù)諧振功率放大器在發(fā)射機中所處位置的不同，常將諧振功率放大器所采用的匹配網(wǎng)絡(luò)分為輸入、輸出和級間耦合三種電路。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)用于信號源與諧振功率放大器之間；輸出匹配網(wǎng)絡(luò)用于輸出級與天線負載之間；級間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)用于高頻功率放大器的推動級與輸出級之間。匹配網(wǎng)絡(luò)在電路中的作用:①實現(xiàn)濾波②阻抗匹配。（一）輸入匹配網(wǎng)絡(luò)對于一個給定的信號源，當負載電阻跟信號源內(nèi)阻相等時，負載可獲得最大輸出功率，這就是我們常說的阻抗匹配之一。這就是進行輸入阻抗匹配的依據(jù)。高頻功率晶體管的輸入阻抗實數(shù)部分的數(shù)值通常只有幾Ω，而信號源的內(nèi)阻比晶體管的輸入電阻要高。為了使信號源的功率有效地加到高頻功率晶體管的發(fā)射結(jié)上，可采用輸入匹配網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)高頻功率晶體管的輸入電阻與信號源內(nèi)阻的匹配。其中電感L1的品質(zhì)因數(shù)在大功率電路中取QL=2~10，R2是T的輸入電阻。僅幾Ω（二）級間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)對級間耦合匹配網(wǎng)絡(luò)，其負載是下一級功率放大器的輸入阻抗。為保證級間功率放大器在其負載變化時，仍能向下一級提供平穩(wěn)的輸出電壓，應(yīng)選取級間功率放大器工作在過壓狀態(tài)。R1是保證T1工作在過壓狀態(tài)所需的最佳電阻，Co=2Cob（T1的輸出電容），R2是T2的輸入電阻。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)模型匹配網(wǎng)絡(luò)1、使負載阻抗與放大器所需要最佳阻抗匹配，即將負載阻抗轉(zhuǎn)換為放大器所需要最佳阻抗（臨界狀態(tài)）。2、抑制工作頻率范圍以外的不需要的頻率，即濾波作用。希望在負載天線上輸出最大功率（三）輸出匹配網(wǎng)絡(luò)（三）輸出匹配網(wǎng)絡(luò)為了輸出得到最高輸出功率，功率放大器應(yīng)工作于臨界狀態(tài)。R1是保證T工作在臨界狀態(tài)所需的最佳電阻，Co=2Cob，R2是負載電阻。天線負載50Ω第五節(jié)丙類倍