高頻4高頻功率放大器-文庫(kù)吧
2025-04-24 22:25 本頁(yè)面
【正文】 論： 1) 設(shè)法盡量降低集電極耗散功率 Pc，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(guò)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(lái)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(jiàn)使 在 最低的時(shí)候才能通過(guò)，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(guò)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 在非線性諧振功率放大器中，常常根據(jù)集電極是否進(jìn)入飽和區(qū)，將放大器的工作狀態(tài)分為三種： 1)欠壓工作狀態(tài)： 集電極最大點(diǎn)電流在臨界線的右方（放大區(qū)），交流輸出電壓較低且變化較大。 2)過(guò)壓工作狀態(tài)： 集電極最大點(diǎn)電流在臨界線的左方（飽和區(qū)），交流輸出電壓較高且變化不大。 3)臨界工作狀態(tài)： 是欠壓和過(guò)壓狀態(tài)的分界點(diǎn)，集電極最大點(diǎn)電流正好落在臨界線上。 理想化特性曲線的原理： 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(wú)關(guān)。 飽和區(qū)，在此也稱過(guò)壓區(qū)；放大區(qū)，也稱欠壓區(qū)。 若臨界線的斜率為 gcr，則 臨界線方程可寫為 ic=gcrvCE 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(lái)表示 (VBZ為截止偏壓 )。 注：過(guò)壓、欠壓從電壓利用系數(shù)的角度理解。 稱為跨導(dǎo)，一般約幾十到幾百毫西。 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： ?n2. 01. 00 . 50. 40. 30. 20. 1020 ? 40 ? 60 ? 8 0 ?10 0 ??c?1?01 8 0 ?120 ? 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 a
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