【文章內(nèi)容簡介】 11??????????? ?第 3章 高頻功率放大電路 當(dāng)丙類工作時(shí) (θ=60176。 ),有 %2121)60(21)60(010101?????????????????????CCCcmmccCmCoCmmcUIUImAIImWPmAIIh??第 3章 高頻功率放大電路 由式 () )c o s1( ???gIU cmbmVgIUUUUCmonbmonBB)60c os1(1060c os20)c os1(c osc os???????????????所以由式 ()可求得 : 第 3章 高頻功率放大電路 若丙類諧振功放的輸入是振幅為 Ubm的單頻余弦信號(hào) , 那么輸出單頻余弦信號(hào)的振幅 Ucm與 Ubm有什么關(guān)系 ?Ucm的大小受哪些參數(shù)影響 ? 式 ()、 ()和 ()分別給出了諧振功放輸入回路 、 輸出回路和晶體管轉(zhuǎn)移特性的表達(dá)式 。 由這些公式可以看出 , 當(dāng)晶體管確定以后 , Ucm的大小與 VBB、 VCC、 RΣ和 Ubm四個(gè)參數(shù)有關(guān) 。 利用圖 , 借助以上三個(gè)表達(dá)式 , 我們來分析以上兩個(gè)問題 。 在分析之前 , 讓我們先確定動(dòng)態(tài)線的情況 。 第 3章 高頻功率放大電路 在輸出特性圖中 , 表示輸出電壓 uCE隨集電極電流 iC變化的軌跡線稱為動(dòng)態(tài)線 , 又稱為交流負(fù)載線 。 由于諧振功放的負(fù)載是選頻網(wǎng)絡(luò) , 故輸出交流電壓 uc必然是一個(gè)完整的余弦信號(hào) 。由圖 , 截止區(qū)和飽和區(qū)內(nèi)的動(dòng)態(tài)線分別和輸出特性中截止線和臨界飽和線重合 (其中臨界飽和線斜率為 gcr), 而放大區(qū)內(nèi)的動(dòng)態(tài)線是一條其延長線經(jīng)過 Q點(diǎn)的負(fù)斜率線段 AB。 放大區(qū)內(nèi)動(dòng)態(tài)線 AB的表達(dá)式可用以下步驟求出 。 第 3章 高頻功率放大電路 圖 折線化轉(zhuǎn)移特性和輸出特性分析 iC斜率 gUBB00Ubm? ? tuBEuBEiCICm0 ? ? tiCA0C BD斜率 － gdUCCuCEQuCE0?? ? tUcm第 3章 高頻功率放大電路 由式 ()和 ()可寫出： cmCECCbmBBBE UuUUUu ???代入式 (), 經(jīng)過整理可得到動(dòng)態(tài)線表達(dá)式 : iC=gd(uCEU0) 其中 bmcmoncmBBbmCCcmbmdUUUUUUUUUUgg????0第 3章 高頻功率放大電路 由圖 ()可以寫出斜率值 gd的另一種形式 : )c os1( ???cmCmd UIg因?yàn)? Ic1m=ICmα1(θ), RΣ=Ucm/Ic1m ???? RgRdd )c os1)((11 ???() 可見，放大區(qū)內(nèi)動(dòng)態(tài)線的斜率是負(fù)的，其數(shù)值 gd（動(dòng)態(tài)電導(dǎo)）與RΣ、 θ兩個(gè)參數(shù)都有關(guān)系，且動(dòng)態(tài)電阻 Rd與回路等效總電阻 RΣ不相等 第 3章 高頻功率放大電路 1. 負(fù)載特性 若 UBB、 UCC和 Ubm三個(gè)參數(shù)固定 , RΣ發(fā)生變化 , 動(dòng)態(tài)線 、Ucm以及 Po、 ηc等性能指標(biāo)會(huì)有什么變化呢 ?這就是諧振功放的負(fù)載特性 。 由圖 , UBB和 UCC固定意味著 Q點(diǎn)固定 , Ubm固定進(jìn)一步意味著 θ也固定 。 根據(jù)式 (), 放大區(qū)動(dòng)態(tài)線斜率 1/ Rd將僅隨 RΣ而變化 。 圖中給出了三種不同斜率情況下的動(dòng)態(tài)線 。 第 3章 高頻功率放大電路 1c o sc o sB E B B b mCE CC c mu U U tu U U t??????三點(diǎn)法作圖： ?t=0， uBE=UBB+Ubm； uCE=UCCUc1m 得到 C點(diǎn) ?t=?/2， uBE=UBB； uCE=UCC 得到 B點(diǎn) ?t= ?， uBE=UBBUbm 0iC=0； uCE=UCC+Uc1m 得到 D點(diǎn) 直線 BC與 橫軸 交于 A點(diǎn) 動(dòng)態(tài)特性分析： iC、 uBE和 uCE的關(guān)系曲線，稱 動(dòng)特性曲線 —— 即交流負(fù)載線 uCE C B D UBE=UBB+Ubm UBE=UBB UCC 0 ic Uc1m A 折線 CAD即為諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性曲線 第 3章 高頻功率放大電路 圖 三種不同斜率情況下的動(dòng)態(tài)線及波形分析 iC0? ? tiCA2A1A30B1B2B3UCCuCEQ0Ucm 1Ucm 2Ucm 3? ? tuCE0UBBuBE? ? tUbm第 3章 高頻功率放大電路 動(dòng)態(tài)線 A1B1的斜率最大 ,即對應(yīng)的負(fù)載 RΣ最小 , 相應(yīng)的輸出電壓振幅 Ucm1也最小 , 晶體管工作在放大區(qū)和截止區(qū) 。 動(dòng)態(tài)線A2B2的斜率較小 ， 與特性曲線相交于飽和區(qū)和放大區(qū)的交點(diǎn)處(此點(diǎn)稱為臨界點(diǎn) ), 相應(yīng)的輸出電壓振幅 Ucm2增大 , 晶體管工作在臨界點(diǎn) 、 放大區(qū)和截止區(qū) 。 動(dòng)態(tài)線 A3B3的斜率最小 , 即對應(yīng)的負(fù)載 RΣ最大 , 相應(yīng)的輸出電壓振幅 Ucm3比 Ucm2略為增大 , 晶體管工作在飽和區(qū) 、 放大區(qū)和截止區(qū) 。 根據(jù)輸出電壓振幅大小的不同 , 這三種工作狀態(tài)分別稱為欠壓狀態(tài) 、 臨界狀態(tài)和過壓狀態(tài) , 而放大區(qū)和飽和區(qū)又可分別稱為欠壓區(qū)和過壓區(qū) 。 注意 , 在過壓狀態(tài)時(shí) , iC波形的頂部發(fā)生凹陷 , 這是由于進(jìn)入過壓區(qū)后轉(zhuǎn)移特性為負(fù)斜率而產(chǎn)生的 。 第 3章 高頻功率放大電路 圖 給出了負(fù)載特性曲線。 參照圖 ()～ (), 對于圖 隨 RΣ變化的規(guī)律將很容易理解 。 由圖 , 隨著 RΣ的逐漸增大 , 動(dòng)態(tài)線的斜率逐漸減小 , 由欠壓狀態(tài)進(jìn)入臨界狀態(tài) , 再進(jìn)入過壓狀態(tài) 。 在臨界狀態(tài)時(shí) , 輸出功率 Po最大 , 集電極效率 ηc接近最大 , 所以是最佳工作狀態(tài) 。 第 3章 高頻功率放大電路 圖 諧振功放的負(fù)載特性曲線 0Ic l mIC0Ucm欠壓 臨界 過壓 R∑欠壓 臨界 過壓 R∑PDPoPCch0第 3章 高頻功率放大電路 2. 放大特性 若 UBB、 UCC、 RΣ三個(gè)參數(shù)固定 , 輸入 Ubm變化 , 此時(shí)輸出Ucm以及 Po、 ηc等性能指標(biāo)隨之變化的規(guī)律被稱為放大特性 。 圖 iC波形隨Ubm變化的關(guān)系 , 并給出了 Ucm、 Ic1m和 Ic0與 Ubm的關(guān)系曲線 。 由于 Ubm的變化將導(dǎo)致 θ的變化 , 從而使輸出特性欠壓區(qū)內(nèi)動(dòng)態(tài)線的斜率發(fā)生變化 , 第 3章 高頻功率放大電路 由圖 , 在欠壓狀態(tài)時(shí) , Ucm隨 Ubm增大而增大 , 但不成線性關(guān)系 , 因?yàn)?θ也會(huì)隨之增大 , 使 iC脈沖的寬度和高度都隨之增大 。 僅當(dāng)處于甲類或乙類工作狀態(tài)時(shí) ,θ固定為 180176。或 90176。 ,