【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 cg ????? ?11 ()2ccg? ? ??由曲線(xiàn)可知：極端情況 ?c=0時(shí)， 2)()()(gc0c1c1 ???????此時(shí)若 ?=1， ?c可達(dá) 100%。 當(dāng)然此狀態(tài)是不能用的，因?yàn)樾孰m最高，但 ic=0，沒(méi)有輸出功率。因此，為了兼顧功率與效率，最佳通角取 70?左右。 + – v b – i B – + V BB – + V CC – + v c E C – + v c L 輸出 i E i c V BE P=o = cP = P P?補(bǔ)充 1： 諧振功率放大器的功率關(guān)系 （表述 2） P=： 直流電源供給的直流功率； Po：晶體管集電極輸出的功率 （交流輸出信號(hào)功率） Pc：晶體管（集電極）耗散功率； ocPP? ??集電極效率： L o TP P P??cP（損耗） TP（損耗） LTOPP? ?PL：負(fù)載 RL上獲得的功率； PT：諧振回路（槽路）損耗功率； 只討論前一種表述 集電極輸出交流功率（負(fù)載上得到的功率） Vcm ： 集電極回路交流輸出電壓 （不是 LC回路兩端的電壓） 補(bǔ)充 2 ——回路的諧振阻抗 PCmPCmCmCm RURIIUP22121 21210 ???? Icm1 ： 基頻電流 Rp ： LC回路的諧振阻抗 CRLRp ?39。:回路本身諧振電阻設(shè)回路的參數(shù)為： L、 C、損耗電阻為 R 特別注意： Rp指 “ 折算到晶體管的集電極 —發(fā)射機(jī)之間的阻抗 ” ，并不是回來(lái)本身的阻抗 1p 2p)1( 239。212Lpp RpRpR ??)1( 2212LRpRCLp ??先把負(fù)載 RL折算到回路兩端，再折算到 “ 晶體管的集電極 —發(fā)射極 ” 之間 Vcm ： 集電極回路交流輸出電壓 (注意極性，上負(fù)下正 ) Rp ： LC回路的諧振阻抗 cv（不是 LC回路兩端的電壓） 注意： Rp指 “ 折算到晶體管的集電極 —發(fā)射機(jī)之間的阻抗 ” ，并不是回來(lái)本身的阻抗 諧振時(shí)，折算后 PR① 0CCD IEP ? ② PCmPCmCmCm RURIIUP 22121 21210 ???? ③ oDC PPP ?? ④ ? ?cCOCCmCmCooDoc gIE IUPP PPP ??? 11 2121????? 高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析 ——Rp、 vb、 VCC、 VBB 對(duì)工作狀態(tài) 的影響 ● 電流、電壓關(guān)系 ● 功率、效率關(guān)系 ccm a xcc c o s1 c o stc o sii ? ??? ?? c o s B B B ZcbmUUU???? ?m a x 1 c o sc c b m cI g U ???{tRIRiu pcmpcc ?c o s111 ??? )( c1m a x1cm ??CiI ?① 集電極效率 η c和輸出功率 Po是否能最佳實(shí)現(xiàn) ② 高頻放大器的 工作狀態(tài) 10( , , , , , , )c m C c m O c cI I V P P P ??① 功放中外部電路參數(shù) 負(fù)載阻抗 Rp 1 0 b m( , , , , , , ) ( , , )c m C c m O c c P B B C CI I V P P P f R V V V?? ?工 作 狀 態(tài) ，即： 取決于 ② 偏置電壓 VBB ③ 激勵(lì)電壓 Vbm ④ 供電電壓 VCC 等 4個(gè)參量 具體如下： bm1 0 ( , , )( , , , , , , ) ( ) | P B Bc m C c m O c c CC R U V CI I V P P P f V??? ?③ 放大特性 ② 調(diào)制特性： 集電極調(diào)制特性和基極調(diào)制特性 bm1 0 ( , , )( , , , , , , ) ( ) | P CCc m C c m O c c B B R U V CI I V P P P f V? ?1 0 bm ( , , )( , , , , , , ) ( ) | P B B CCc m C c m O c c R V V CI I V P P P f V??? ?bm1 0 ( , , )( , , , , , , ) ( ) | BB C Cc m C c m O c c P V V V CI I V P P P f R??? ?① 負(fù)載特性 ● 工作狀態(tài)和 的關(guān)系 bm, , ,P B B C CR V V V 即： 如果 VCC、 VBB、 vb 3個(gè)參變量不變，則放大器的工作狀態(tài)就由負(fù)載電阻 Rp決定。此時(shí)， 放大器的電流、輸出電壓、功率、效率等隨 Rp而變化的特性 ，就叫做 放大器的負(fù)載特性。 下面分析四個(gè)參數(shù) Rp和電壓 VCC 、 VBB、 Vbm的變化對(duì)工作狀態(tài)的影響（ 即諧振功放的動(dòng)態(tài)特性 ），從而闡明各種工作狀態(tài)的特點(diǎn)，為工作狀態(tài)的 調(diào)整 提供參考（很有實(shí)踐意義）。 討論時(shí)應(yīng) 借助于動(dòng)態(tài)特性 。在討論負(fù)載特性等之前，應(yīng)先討論動(dòng)態(tài)特性。 一、諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性 理想化折線(xiàn) （虛線(xiàn)） i c g c 0 V BZ i c 飽和區(qū) 臨界線(xiàn) 放大區(qū) e b v CE 0 ( a) ( b) g cr v BE 晶體管的靜態(tài)特性 是在集電極電路內(nèi) 沒(méi)有負(fù)載阻抗 的條件下獲得的。如： 維持基極電壓 vBE不變，改變集電極電壓 vCE ，就可求出 ic–vCE 轉(zhuǎn)移特性曲線(xiàn) 輸出特性曲線(xiàn) 族 維持集電極電壓 vCE不變，改變基極電壓 vBE ，就可求出 ic–vBE 所謂動(dòng)態(tài)特性 （ 是和靜態(tài)特性相對(duì)應(yīng)而言的 ） 在 考慮了負(fù)載的反作用后，所獲得的 vCE、 vBE與 ic的關(guān)系曲線(xiàn)就叫做動(dòng)態(tài)特性。既： 。有兩種表現(xiàn)形式。 ( , )C B E C Ei f v v?(1 ) ( ) | BEC C E vi f v?( 2 ) ( ) | CEC B E vi f v?又叫 “ 負(fù)載線(xiàn)或工作路 ” ，等價(jià)于低頻中的負(fù)載線(xiàn)。它的斜率和負(fù)載阻抗有關(guān)。 又叫 “ 轉(zhuǎn)移特性 ” ，和靜態(tài)時(shí)幾乎重合 如果集電極電路有負(fù)載阻抗，則當(dāng)改變 vBE使 ic變化時(shí)，由于負(fù)載上有電壓降，就必然同時(shí)引起 vCE的變化。 注意：由于晶體管特性曲線(xiàn)實(shí)際上不是直線(xiàn)，因此， 實(shí)際的動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)也不是直線(xiàn) 。 以下將證明： 當(dāng)晶體管靜態(tài)特性曲線(xiàn)理想化為折現(xiàn)，而且放大器工作于負(fù)載回路諧振狀態(tài)（即負(fù)載為純電阻）時(shí)， 動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)也是一條直線(xiàn)。 ( 1 ) 放大區(qū) 動(dòng)態(tài)特性方程 當(dāng)放大器工作在諧振狀態(tài)時(shí)，其外部電路電壓方程為：若設(shè)： tUu bmb ?c o s? 輸入端： tUUu bmBBBE ?co s??? 輸出端： tUEu cmCce ?c o s?? 其中： tUu Cmc ?c o s1 ? 由上兩式消除 tc o s ? 可得：cmceCbmBBBE UuEUUu ????又利用晶體管的內(nèi)部特性關(guān)系式 （折線(xiàn)方程）：? ?BZBEcc Uugi ?? 可得：? ?ocedbmBZBBcmCcecmbmcBZcmceCbmBBccUugUUUUEuUUgUUuEUUgi?????????? ??????????????????????????)(uBE ic gC UBZ + ub C L EC UBB + uc1 ic Rp + uCE + uBE _ ( ) | BEC C E vi f v?? ?ocedbmBZBBcmCcecmbmcBZcmceCbmBBccUugUUUUEuUUgUUuEUUgi?????????? ??????????????????????????)(Ci 與 ceu 之間關(guān)系的 動(dòng)態(tài)特性方程 。 式中： ??????????cmbmcd UUgg 表示 動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)的斜率 ， cCmCbmBZBBcmCo UEUUUUEU ?c o s)( ?????式中：bmBZBBc UUU ???c o s 。 oU 動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)在 ceu 軸上的截距。 動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)的斜率為負(fù)值， 它的物理意義是： 從負(fù)載方面看來(lái)，放大器相當(dāng)于一個(gè)負(fù)電阻，亦即它相當(dāng)于交流電能發(fā)生器，可以輸出電能至負(fù)載。 uce ic ( 2 ) 動(dòng)態(tài)特征曲線(xiàn)的畫(huà)法： 畫(huà)法一：Uo ? A 在靜態(tài)特征曲線(xiàn)的 ceu 軸上取 B 點(diǎn)，使 oUOB ? ，由 B 點(diǎn)作斜率為 dg 的直線(xiàn) BA ，即得動(dòng)態(tài)特征曲線(xiàn)。 ? B O 畫(huà)法二：（ 1 ）作靜態(tài)工作點(diǎn) Q ：EC ? Q 令 ot 90?? 由外部方程可得： ??????????)(,:BZBBcQcBBBECceUUgIiUuEuQ( 2 ) 作 A 點(diǎn) :令 o0t ????????????bmBBbbeCmCcceUUuuUEuuAm a xm i n:連接 Q 、 A 兩點(diǎn)即得動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)。Ucm c?ucmin gd 輸出端： tUEu cmCce ?c o s?? 輸入端： tUU bmBBBE ?co s??? ? ?BZBEcc Uugi ??ubemax 圖中直線(xiàn) AB為 “ 欠壓狀態(tài) ” 的動(dòng)態(tài)特性。 （其它狀態(tài)時(shí)，見(jiàn)后） ? t O – ?c + ?c vC E 斜率 ic m a x VCm 2 ?c vC E m i n Vo IQ O ic A vBE m a x= – VBB+Vbm ??????????cmVbmVcgdg B VCC Q ic –vCE坐標(biāo)平面上的動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)的作法與 相應(yīng)的 ic波形 ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?(3) 由動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn) 求集電極電流 ic脈沖波形 作出動(dòng)態(tài)線(xiàn)后，由它和 輸出特性曲線(xiàn) 的相應(yīng)交點(diǎn)，即可求出對(duì)應(yīng)各種不同 wt值的 ic值，給出相應(yīng)的 ic脈沖波形。 BQ段表示電流截止期內(nèi)的動(dòng)態(tài)線(xiàn)，同虛線(xiàn)表示 在丙類(lèi)諧振放大器中， 根據(jù) 一個(gè)周期內(nèi) ， 晶體管工作 “ 是否 有部分時(shí)間進(jìn)入飽和區(qū) ” ，可將其分為欠壓、過(guò)壓和臨界三 種工作狀態(tài)。 二、 高頻功放的工作狀態(tài) 在放大器中，根據(jù)晶體管工作 是否進(jìn)入截止區(qū)和進(jìn)入截止 區(qū)的時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)短 ，即根據(jù)晶體管的 “ 導(dǎo)通角 ” 的不同，分 為 甲類(lèi)、乙類(lèi)、甲乙類(lèi)、丙類(lèi)等工作狀態(tài)。 ic C?C??三種工作狀態(tài) 集電極電流脈沖形狀 ① 欠壓 ② 臨界 ③ 過(guò)壓 三種工作狀態(tài) 的特點(diǎn)及各集電極電流脈沖形狀 如下： ic t ub UBZ UBB uBE t Ubm 欠壓 過(guò)壓 uc uCE t EC t?t?1t 8t2t 3t 7t6t5t4t臨界 ① 欠壓工作狀態(tài)： 根據(jù)丙類(lèi)諧振功率放大器的工作原理和電壓、電流關(guān)系可知： uBEmax和 uCEmin出現(xiàn)在同一時(shí)刻 所以只要當(dāng) uCEmin 比較大（大于 uBEmax） 定義：把這種在整個(gè) 周期內(nèi) 都不會(huì)進(jìn)入飽 和區(qū)而只循環(huán)工作在放大、截止區(qū)的工作狀態(tài)稱(chēng)為欠壓工作狀態(tài)。 ( C E B E C B Eu u u u u? ? ? 放 大 狀 態(tài) ）特點(diǎn)： ① 在 整個(gè)周期內(nèi) ，晶體管工作 不進(jìn)入飽和區(qū) ；② 集電極電流波形為 “ 尖頂余弦脈沖 ” ； ③交流輸出電壓 較低 且 變化較大 ； 由于 uCEmin =VCCUcm,可見(jiàn)，輸出電壓 Ucm 越小， uCEmin 就越大，晶體管工作就越不會(huì)進(jìn)入飽