【正文】 a xm i n:連接 Q 、 A 兩點(diǎn)即得動(dòng)態(tài)特性曲線。 動(dòng)態(tài)特性曲線的斜率為負(fù)值， 它的物理意義是： 從負(fù)載方面看來，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。 式中： ??????????cmbmcd UUgg 表示 動(dòng)態(tài)特性曲線的斜率 ， cCmCbmBZBBcmCo UEUUUUEU ?c o s)( ?????式中：bmBZBBc UUU ???c o s 。 以下將證明： 當(dāng)晶體管靜態(tài)特性曲線理想化為折現(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)特性曲線也是一條直線。 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。 ( , )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)載線或工作路 ” ，等價(jià)于低頻中的負(fù)載線。既： 。 一、諧振功率放大器的動(dòng)態(tài)特性 理想化折線 （虛線） i c g c 0 V BZ i c 飽和區(qū) 臨界線 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) 沒有負(fù)載阻抗 的條件下獲得的。 討論時(shí)應(yīng) 借助于動(dòng)態(tài)特性 。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。: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 ” ，并不是回來本身的阻抗 1p 2p)1( 239。因此，為了兼顧功率與效率，最佳通角取 70?左右。 注意： ?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 ?波形系數(shù) )()()(011cccg ????? ?11 ()2ccg? ? ??由曲線可知：極端情況 ?c=0時(shí)， 2)()()(gc0c1c1 ???????此時(shí)若 ?=1， ?c可達(dá) 100%。這樣看來，取?c=120?應(yīng)該是最佳通角了。 ? t 或電壓 電流 V BZ o i c m a x v c E m i n i c ? c v c E V cm V CC i c v c v BE m a x 2 ? ? – V BZ v B V bm v b 23 ? 2? 25 ? (b ) 當(dāng)晶體管允許的耗散功率一定時(shí)， ???oc P?尖 頂 脈 沖 的 分 解 系 數(shù) 當(dāng) ?c≈120?時(shí)， Icm1/icmax達(dá)到最大值。為了表示晶體管放大器的轉(zhuǎn)換能力 引入集電極效率 η c 根據(jù)能量守衡定理： P = = P o + P c 故集電極效率： coooc PPPPP???? ?高頻功放的功率關(guān)系 (整理 ) (1) 集電極電源提供的直流功率： 0CCD IEP ? (2) 集 電 極 輸 出 交 流 功 率 （ 負(fù) 載 上 得 到 的 功 率 ）PCmPCmCmCm RURIIUP22121 21210 ???? (3) 集電極耗散功率 CP : oDC PPP ?? ( 4 ) 集電極能量轉(zhuǎn)換效率 c? ：? ?cCOCCmCmCooDocgIEIUPPPPP???112121?????其中：CCmEU?? 為集電極電壓利用系數(shù)； ? ?CO1Cmc1 IIg ??)()(01cc?????稱為波形系數(shù)，是導(dǎo)通角 c? 的函數(shù)，通?？刹楸砬蟪?。 回路可吸取的基頻功率 （ 集電極輸出的交流功率 ）為： 10 21CmCm IUP ?高次諧波處于失諧狀態(tài)，阻抗很小，相應(yīng)的輸出電壓很小 可不記 ?? ?????? ntItItIIi c ??? co s2co sco s c m nc m 2c m 1co② 在諧波功率放大器中 只研究 直流電壓源的功率、基波輸出功率及其效率 ① 為了保證各分量具有上述等效電路，就需要 “合適的直流饋電線路” 來實(shí)現(xiàn)。 ? ?2 ?3LC回路阻抗 ?Rp 故回路輸出的基波電壓：tUtRIRiucmpcmpcc??c o sc o s111????而晶體管集電極的輸出電壓：tUEu cmCCE ?c o s??0ic ωt θc θc ic1 ic2 ic3 Ico Icmax + – v b – i B – + V BB – + V CC – + v c E C – + v c L 輸出 i E i c V BE ③ 諧振功率放大器的功率關(guān)系和效率 功率放大器 實(shí)質(zhì)上 是一個(gè) “ 能量轉(zhuǎn)換器 ” ，是在輸入信號地作用下，將直流電源的直流功率 “ 轉(zhuǎn)換為 ” 交流輸出信號功率 。 )()(m a xm a x10m a x0CnCc m nCCcmCCCiIiIiI????????????{必須強(qiáng)調(diào)指出 ： iC頻譜 ② 集電極輸出電壓 ci經(jīng) LC 并聯(lián)諧振回路后，此回路對基波產(chǎn)生諧振，呈純電阻PR ci（最大值），而對其它諧波失諧阻抗很低，呈電容性。 ?? ?????? ntItItIIi c ??? c o s2c o sc o s c m nc m 1c m 1co ? 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 ? 120 ? 160 ? ? 1 ? 0 ? 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 40 ? 尖頂脈沖的分解系數(shù) 小結(jié)： 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 ???{查表 集電極電流 ic雖然是脈沖狀，包含許多諧波，但由于采用的是諧振回路，它諧振于基頻。 ( 2 ) coI ， c m 1I ， c m 2I ， … ， c m nI 為直流及基波和各次諧波的振幅。 + – v b – i B – + V BB – + V CC – + v c E C – + vc L 輸出 i E i c V BE ic 常數(shù)????ceuBEcc uig（ 2）電流脈沖的分解 uBE ic ? UBB ? UBZ ub C??C?ic ? C?C??① 集電極電流 ci 設(shè)輸入信號電壓 :tUu bmb ?c o s?Ubm 則加到晶體管基極 , 發(fā)射級的有效電壓為 : tUUUuu bmBBBBbBE ?c o s?????由晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線可以看出：當(dāng) BZBE Uu ? ， 0?ci 當(dāng) BZBE Uu ? ， ? ?BZBEcc Uugi ?? 式中 cg 為：gC 折線的斜率? 有 ? ?BZbmBBcc UtUUgi ???? ?co s + uBE _ ? ?BZbmBBcc UtUUgi ???? ?c o s由于當(dāng) ct ?? ? 時(shí)，0?cibmBZBBc UUU ??? ?c o sbmBZBBc UUU ?? ? 1c o s?? ?? ?? ?cbmccbmbmcBZBBbmcctUgUtUgUUtUgi?????c o sc o sc o sc o s)(c o s????????又 ? 當(dāng) 0t ?? 時(shí)， ? ?cbmcc UgI ?c o s1m a x ?? vBE ic ? UBB ? UBZ vb C??C?ic ? C?C??Vbm gC Icmax ccbmc IUg?c o s1m a x???代入 ci 有： 尖頂余弦脈沖的數(shù)學(xué)表達(dá)式ccc m axc c o s1c o sc o s?????? tIi + – v b – i B – + V BB – + V CC – + v c E C – + vc L 輸出 i E i c V BE ccm a xcc c o s1c o stc o sii??????若對 ci 分解為付里葉級數(shù)為：?? ?????? ntItItIIi c ??? c o s2c o sc o s c m nc m 1c m 1co其中各系數(shù)分別為：? ?cco IItdiI ??? ?????? ? ? 0c m axccccc m axc )co s1 co ss i n)(2 1 ?? ???? ??? ?cccccccm IIttdiI cc??? ??????? ? ? 1c m a xc m a x1 )co s1 co ss i n1()(co s2 1 ?????? ? ?? ?? ? ? ?c cccccccc mn Inn nnittdniI c c ??? ??????????? c m a x2m a x )c o s11s i nc o sc o ss i n2)(c o s21 ????????????? ??式中： ( 1 ) ? ?c?? 0 ， ? ?c?? 1 ， … ， ? ? ?? 稱為尖頂余弦脈沖的分解系數(shù)。 求出 ic的各次諧波分量 Ic0、 Ic Ic2…… 由給定的負(fù)載諧振阻抗的大小，即可求得放大器的輸出電壓、輸出功率、直流供給功率、效率等指標(biāo)。 作出動(dòng)態(tài)特性曲線。 采用折線近似分析法，利用 折線段來 ” 代替 “ 晶體管的實(shí)際特性曲線 ” ，就可以 用簡單的數(shù)學(xué)解析式來表征特性曲線，使工程計(jì)算變得簡單。 由右圖可見，根據(jù)理想化原理 : （如何理解？） 轉(zhuǎn) 移 特 性 曲 線 折 線 化 放大區(qū) 飽 和 區(qū) 輸 出 特 性 曲 線 折 線 化 C 臨界線 ② 臨界線方程為 ： ic=gcrvCE gcr為臨界線的斜率 ① 轉(zhuǎn)移特性方程可寫為： ic =gc(vBE–VBZ) (vBE＞ VBZ) 常數(shù)???? CEBEcc vvgi gc轉(zhuǎn)移特性方程的斜率，稱為跨導(dǎo) uBE ic gC UBZ ① 和 ② 是折線近似法的基礎(chǔ)，應(yīng)很好地掌握。 放大區(qū) 飽 和 區(qū) 晶體管 輸出特性曲線 折線化 臨界線 ① 在放大區(qū) ,集電極電流只受基極電 壓的控制 ,與集電極電壓無關(guān) 。它將晶體管的工作區(qū)分為飽和區(qū)和放大區(qū)。導(dǎo)通角小于 180?，處于丙類工作狀態(tài)。 效率就提高。 2. iC