高頻功率放大器(1)-文庫吧
2025-04-22 21:46 本頁面
【正文】 c，則集電極效率 ?c自 然會(huì)提高。這樣，在給定 P=時(shí)，晶體管的交流輸出功 率 Po就會(huì)增大； 2） 由式 ccco P1P ???????????? 可知 如果維持晶體管的集電極耗散功率 Pc不超過規(guī)定值，那么提高集電極效率 ?c，將使交流輸出功率 Po大為增加。 諧振功率放大器就是從這方面入手，來提高輸出功率與效率的。 如何減小集電極耗散功率 Pc ？ 晶體管集電極平均耗散功率： dtvT T CEc? ?01 i 故：要想獲得高的集電極效率，諧振功率放大器的集電極電流應(yīng)該是脈沖狀。導(dǎo)通角小于 180?，處于丙類工作狀態(tài)。 諧振功率放大器工作在丙類工作狀態(tài)時(shí) ?c＜ 90?，集電極余弦電流脈沖可分解為傅里葉級(jí)數(shù)： i c =I co + I c m 1 c o s ? t+ I c m 2 c o s 2 ? t + I c m 3 c o s 3 ? t+ …… 可見使 在 最低的時(shí)候才能通過，那么，集電極耗散功率自然會(huì)大為減小。 CEvCi輸出交流功率： pcmpcmcmcmo RIRVIVP 2121 21221 ???? Vcm 回路兩端的基頻電壓 Icm1 基頻電流 Ic0 直流電流 Rp 回路的諧振阻抗 放大器的集電極效率： )( ccCCcmcmoc gIVIVPP ???1012121?????放大器中各功率關(guān)系： 直流功率： 0cCC IVP ??CCcmVV??集電極電壓利用系數(shù) 0c1cmc1 II)(g ?? 波形系數(shù)，通角 ?c的函數(shù)； ?c越小 g1(?c)越大 可以看出，可以從提高電壓利用系數(shù)和波形系數(shù)兩個(gè)方面入手， ?越大 (即 Vcm越大 )， ?c越小效率 ?c越高。 可以算出甲類，乙類工作狀態(tài)的理想效率分別為 50％和％。 基極偏置為負(fù)值；半通角 ?c＜ 90?，即丙類工作狀態(tài)； 負(fù)載為 LC諧振回路；集電極電流為余弦脈沖狀；輸出電壓為完整正弦波。 總結(jié)諧振功率放大器的工作特點(diǎn)： 167。 諧振功放的折線近似分析法 一、折線法 對(duì)諧振功率放大器進(jìn)行分析計(jì)算，關(guān)鍵在于求出電流的直流分量 Ic0和基頻分量 Icm1。 工程上都采用 近似估算和實(shí)驗(yàn)調(diào)整 相結(jié)合的方法對(duì)高頻功率放大器進(jìn)行分析和計(jì)算。折線法就是常用的一種分析法。 所謂 折線法 是將電子器件的特性曲線理想化，用一組折線代替晶體管靜態(tài)特性曲線后進(jìn)行分析和計(jì)算的方法。 二、晶體管特性曲線的理想化及其解析式 理想化折線 （虛線） ic gc vBE 0 VBZ ic 過壓區(qū) 臨界線 欠壓區(qū) vBE vCE 0 (a ) (b ) gcr 晶體管實(shí)際特性和理想折線 （ a）轉(zhuǎn)移特性曲線 （ b）輸出特性曲線 轉(zhuǎn)移特性方程 ： ic =gc(vBE–VBZ) (vBE ＞ VBZ) 常數(shù)????CEvBEcc vgi 晶體管的靜態(tài) 轉(zhuǎn)移特性 理想化后可用交橫軸于 VBZ的一條直線來表示 (VBZ為截止偏壓 )。 稱為跨導(dǎo)，一般約幾十到幾百毫西。 理想化 輸出特性 曲線的原理：在放大區(qū)，集電極電流受基極電壓控制；在飽和區(qū)，集電極電流只受集電極電壓的控制，而與基極電壓無關(guān)。 臨界線方程 ： ic=gcrvCE， 其中 gcr稱為臨界線斜率。 飽和區(qū)，在此也稱過壓區(qū)；放大區(qū)，也稱欠壓區(qū)。 三、集電極余弦電流脈沖的分解 當(dāng)晶體管特性曲線理想化后，丙類工作狀態(tài)的集電極電流脈沖是尖頂余弦脈沖。這適用于欠壓或臨界狀態(tài)。 ic m a x? to2 ?c尖頂余弦脈沖 晶體管的內(nèi)部特性為： 它的外部電路關(guān)系式 ic max= gcVbm(1–cos ?c) tVVvtVVvcmCCCEbmBBBE??coscos?????)( BZBEcc Vvgi ??bmBZBBc VVVcos ???得到： 若將尖頂脈沖分解為傅里葉級(jí)數(shù) i c =I c0 +I c m 1 c o s ? t + I c m 2 c o s 2 ? t+ … + I c m n c o s n ? t+ …其中： ? n 2 . 0 1 . 0 0 . 5 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 . 1 0 20 ? 40 ? 60 ? 8 0 ? 10 0 ? ? c ? 1 ? 0 1 8 0 ? 1 2 0 ? 160 ? ? 1 ? 0 ? 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 40 ? 尖頂脈沖的分解系數(shù) )()(m a xm a x10m a x0CnCc m nCCcmCCCiIiIiI????????????)1(ccm axCC co sco stco sii??????尖頂余弦脈沖表達(dá)式為： 從輸出功率看：當(dāng)?c≈120?時(shí)， 基波電流的分解系數(shù) 達(dá)到最大值，在 Ic max與負(fù)載阻抗 Rp為某定值的情況下，輸出功率將達(dá)到最大值；但此時(shí)放大器處于甲乙類工作狀態(tài)，效率太低。 )(21)( )(21 11 ccc g ?
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