【文章內(nèi)容簡介】 110m a xP2121 PPPIIVVIVPIVPRIVIIicCcmCCcmccmcmCCCPcmcmcmCC?幾乎不變幾乎不變，幾乎不變（略減少）R2） IC0、 Icm Vcm與 RP的特性曲線 3） P=、 Po、 Pc、 ηc與 RP的特性曲線 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 Po ic vCE Rp 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) Rp 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) Icm1 ICo c?P= Pc vBEmax Vcm 2） IC0、 Icm Vcm與 RP的特性曲線 3） P=、 Po、 Pc、 ηc與 RP的特性曲線 2）過壓區(qū) ??PR 進(jìn)入過壓區(qū) ? 余弦脈沖頂部下凹， PcmcmcmCc RIVIIi 110m a x , ??????? 幾乎不變（ 略 有 上 升 ）CCcmCcmccmcmoCCC VVIIIVPIVP ??????????0110 2121 ?變 化 緩 慢 ，oDC PPP ??變化緩慢。 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 Po ic vCE Rp 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) Rp 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) Icm1 ICo c?P= Pc vBEmax Vcm 2） IC0、 Icm Vcm與 RP的特性曲線 3） P=、 Po、 Pc、 ηc與 RP的特性曲線 結(jié)論： 1） 臨界狀態(tài)輸出功率最大 ，效率也較高，可以說是最佳工作狀態(tài)，常選 此狀態(tài)為末級功放輸出狀態(tài)。過壓狀態(tài)，效率高，但輸出功率較小。 2）在欠壓狀態(tài) IC0， Icm1幾乎不變，功放相當(dāng)于一個(gè)恒流源，而過壓狀態(tài) Vcm幾乎不變，相當(dāng)于一個(gè)恒壓源。 1. 改變 Ｖ CC對工作狀態(tài)的影響（集電極調(diào)制） 一 . 高頻功放電路的調(diào)制特性 當(dāng) RP， Vbm不變，而 改變 Ｖ CC ， VBB與 Icm1， IC0， P=， Po之間的關(guān)系。 當(dāng) RP、 Vbm、 VBB不變，動態(tài)特性曲線與 Ｖ CC的關(guān)系。 vce ic vbemax ?Q VCC ? ?Q VCC ?Q VCC ? ? ? ? t?ic VCC 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) VCC 欠壓區(qū) 過壓區(qū) 臨界區(qū) P= Po PC 在過壓區(qū)， VCC能有效的控制 Ｉ cm1與 Ｐ o，因此， 集電極調(diào)幅必須工作于過壓區(qū)。 VCC↑ Vcm Ico Icm1 E E E E + wtv cos?v vwt iC1 wt v VCC iC wt wt vc wt vc wt v VCC 利用 Ｖ CC↑→ Ｖ cm↑, 這一特性實(shí)現(xiàn)集電極調(diào)幅 wt iC1 iC wt 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 過壓區(qū) v vcm 欠壓區(qū) 臨界 VCC v wt 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 Ｖ BB對工作狀態(tài)的影響（基極調(diào)制） 當(dāng) RP、 Vbm、 VCC不變，動態(tài)特性曲線與 VBB的關(guān)系。 vbe ? VBB vbemax1 vBE iC ? VBB vbemax2 ? VBB vbemax3 vce iC vbemax1 vbemax2 ?Q VCC vbemax3 ? ? ? ? t?iC 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 進(jìn)入過壓狀態(tài)后，隨著 VBB向正值方向增大，集電極脈沖電流 的寬度增加，幅度幾乎不變，但凹陷加深，結(jié)果使 Ico、 Icml和相應(yīng) 的 Vcm增大得十分緩慢。 Vcm Ico Icml 臨界 VBB 過壓 欠壓 O 當(dāng) Vbm固定， VBB自負(fù)值向正值方向增大時(shí)，集電極脈沖電流 ic 的導(dǎo)通角 θc增大，從而集電極脈沖電流 ic的幅度和寬度均增大， 狀 態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過壓區(qū)。 基極調(diào)幅作用是通過改變 Ｖ BB來改變 Ｉ cm1與 Ｐ o才能實(shí)現(xiàn)的，因 此，必須工作于 欠壓區(qū) 。 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 二 . 高頻功放電路的放大特性 改變 Ｖ bm對工作狀態(tài)的影響 當(dāng) RP、 VBB、 VCC不變，動態(tài)特性曲線與 Ｖ bm的關(guān)系。 tVVv bmBBBE ?co s????vBE ic vBEmax1 vBEmax2 vb VBB vBEmax3 VBZ ic t 飽和區(qū) 放大區(qū) 截止區(qū) 1C? 2C? 3C? 固定 VBB、增大 Vbm和固定 Vbm、增大 VBB的情況類似， 它們都使基極輸入電壓 vBEmax隨之增大，對應(yīng)的集電極脈沖電流 ic的幅度和寬度均增大，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓 。 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 vce iC vbemax1 vbemax2 ?Q VCC vbemax4 ? ? ? ? t?iC vbemax3 ? ? Vcm Icml Ico Vbm 過壓 臨界 欠壓 O O ωt ic O ωt ic Vbm增大 O ωt ic ωt O ic 當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率 放大器，為了使輸出信號振幅 Vcm反映 輸入信號振幅 Vbm的變化， 放大器必須 在 Vbm變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。 當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器 時(shí)， 放大器必須在 Vbm變化的范圍內(nèi)工作 在過壓狀態(tài)。 t Vbm 線性功率 放 大 器 t Vcm Vbm Vcm 振 幅 限幅器 Vcm t Vbm Vcm 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 例 有一個(gè)用硅 NPN外延平面型高頻功率管 3DA1做成的諧振功率放大器，設(shè)已知 Ｖ CC＝ 24Ｖ， Ｐ ｏ ＝２Ｗ，工作頻率＝１ MHz。試求它的能量關(guān)系。由晶體管手冊已知其有關(guān)參數(shù)為 fＴ ≥70MHz ， Ap（功率增益） ≥ 13 dB， Ｉ Cmax＝750ｍＡ ,Ｖ CE(sat)(集電極飽和壓降 )≥ Ｖ ,Ｐ CM＝１ W。 解： １）由前面的討論已知，工作狀態(tài)最好選用臨界狀態(tài)。作為工程近似估算，可以認(rèn)為此時(shí)集電極最小瞬時(shí)電壓 E ( s a t )C m i n ??? C E SVvv m i nCCcm ????? VVV v 2） pcm1cm ???? RVI ?????? )(22o2cmp PVR廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 3）選 ?c=70o， 4） 4 3 )( c1 ???)( c0 ??? 178)(c1c m 1m a xC ???? ??Ii未超過電流安全工作范圍。 5） mA1 0 3mA2 5 0 8)(c0m a xC0c ???? ??iI 6） )W1(W4 7 )24 7 ( CMoc PPPP ?????? ? 30cCC ?????? ?? IVP 7） 8） % 2oc ????PP? 9） 202)(lg2)10(lg11oi ???? ?? pAPP廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 vbe t VBB VBZ biciei低頻 以上對高頻功放是以 靜態(tài)特性為基礎(chǔ)的分析 ，只能近似說明和估計(jì)高頻功放的工作原理， 無法反映高頻工作時(shí)的其它現(xiàn)象。 實(shí)際的高頻功放電路， 晶體管工作在 “中頻區(qū)”甚至 “高頻區(qū)”， 通常會出現(xiàn)： 輸出功率? 效率 ?c? 功率增益 ?PG 輸入輸出阻抗變?yōu)閺?fù)阻抗 一 少數(shù)載流子的渡越時(shí)間效應(yīng)定義： 少數(shù)載流子在基區(qū)擴(kuò)散而到達(dá)集電極所需要的時(shí)間 ? 稱為少數(shù)載流子的渡越時(shí)間。高頻效應(yīng) 當(dāng)?shù)皖l時(shí)：信號周期 ，基區(qū)載流子的分布與外加瞬 時(shí)電壓是一一對應(yīng)的。 ???? fT 1廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 vbe t VBB VBZ biciei低頻 ? 高頻 當(dāng)高頻時(shí)：信號周期 fT1?與 ? 相當(dāng)。由于少數(shù)載流子在基區(qū)的渡越時(shí)間使基區(qū)內(nèi)的電荷具有一定的儲存效應(yīng)。當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓由正偏轉(zhuǎn)為反偏時(shí)，在基區(qū)內(nèi)一部分還未到達(dá)集電結(jié)的少數(shù)載流子來不及擴(kuò)散到集電極，而被反向偏置所形成的電場重新推斥回發(fā)射極，而形成負(fù)脈沖，同時(shí)主脈沖高度降低。 另外，由于渡越時(shí)間的影響，集電極電流 ci 落后 ei脈沖峰點(diǎn)的角度為??? ?，且導(dǎo)通角增大，脈沖峰值下降。另外，由于cebiii ?? ，所以基極電流波形也變復(fù)雜。 饋電線路 輸出、輸入與級間耦合回路 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 以上的高頻功率放大器的電路僅僅是其原理圖。欲使高頻功率放大器正常工作于丙類某一最佳狀態(tài)，與小信號諧振放大器同樣，必須有正確的直流通路和交流通路。除此之外，還要盡量減少功率傳輸中的損耗。這就涉及其饋電線路的實(shí)際問題。 一 、 直流饋電線路 直流饋電線路： 為晶體管各級提供合適的偏置。 ?????并聯(lián)匹配網(wǎng)絡(luò)、晶體管并饋電路：直流電源、串聯(lián)匹配網(wǎng)絡(luò)、晶體管串饋電路：直流電源、廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 （ 1）集電極饋電電路的組成原則 ① iC的直流分量 IC0除晶體管的內(nèi)阻外 ,應(yīng)予以短路 ,以保證 VCC全部加在集電極上， 產(chǎn)生直流 功率。 ② iC的基波分量 Icm1通過負(fù)載回路， 產(chǎn)生 高頻輸出功率 。 ③ iC的高次諧波分量 Icmn不應(yīng)消耗功率，因此 Icmn對晶體管 外的電路應(yīng)盡可能短路。 0cCC IVP ???Po RIP c m 121? 0?oPRP 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 判斷原理電路集電極饋電是否滿足 3個(gè)原則？ ① IC0滿足第一原則 。 ② Icm1通過負(fù)載回路，同時(shí)也流過電源產(chǎn)生能量損耗 。 ③ Icmn流過電源產(chǎn)生能量損耗。 廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 L? ： 高頻扼流圈， 通直流阻交流 C? ：高頻旁路電容， 通交流隔直流 C ?? ：隔直電容， 通交流隔直流 （ 2 ） 常用的集電極串饋和并饋電路如下圖所示：廣東技術(shù)師范學(xué)院電子與信息學(xué)院 《 高頻電路 》 第 6章 LC CC CC1 EC L C uc1 VT LC CC EC L C uc1 VT 以上兩個(gè)電路勻滿足： tVVv cmCCCE ?c o s?? ICO直流通路 ICO EC C1交流通路 Ic1 C C C1 VCC uc1