《高频Chapter 4 高频功率放大器.ppt

1) 放大器的三个电压参量保持不变，在负载电阻RP由小至大变化时，负载线的斜率由小变大（因为Vcm变大）。不同的负载，放大器的工作状态是不同的（对应为 欠压?临界?过压）。 2. 功率放大器的负载特性 ic vCE vBE max ② 临界状态 负载变大，动态线和vBE max正好相交于临界线的拐点（集电极最大点电流在临界线上）。交流输出电压幅度Vcm变大，称为临界工作状态。交点决定了集电极电流的高度，波形仍为尖顶余弦脉冲。 ③ 过压状态 负载继续变大，动态线和vBE max相交于临界线的左边（集电极最大点电流在过压区）。交流输出电压幅度Vcm继续变大且稳定，称为过压工作状态。 与临界线交点决定了集电极电流的高度，穿过临界线后（进入饱和区），集电极电流开始受vCE影响，沿临界线下降，出现凹顶，过压越重，波形的下凹越严重。 2) 欠压、过压、临界三种工作状态 ① 欠压状态 负载较小的时候，动态线与vBE max 的交点在临界线的右边（集电极最大点电流在欠压区），交流输出电压幅度Vcm较小且变化较大，称为欠压工作状态。交点决定了集电极电流的高度，波形为尖顶余弦脉冲。 由电压、电流随负载变化的波形，可以定性说明负载特性： 在欠压区到临界线这一范围内，随着负载的增大，集电极电流脉冲高度、通角变化不大（略减小），从而直流、基波分量的值变化不大（略减小）。 在临界线到过压区这一范围内，集电极电流出现凹顶，随着负载的增大，凹顶越严重，从傅立叶级数对波形分解知道，其直流、基波分量的值开始急剧下降。 根据上述分析，得到下列的负载特性曲线，并可以总结一下三种工作状态的优缺点 负载特性曲线 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化（不稳定），因此较少采用。但晶体管基极调幅，需采用这种工作状态。 注：欠压区内，负载减小，Pc急剧上升，可能烧坏晶体管，所以功放要避免失谐。 过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降。发射机的中间级（需要维持输出电压比较平稳）、集电极调幅级常采用这种状态。 临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常设计成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例。 五、导通角的调整 由 若保持Vbm不变增大偏置VBB（减小绝对值）；或保持VBB不变增大激励电压振幅Vbm；或同时增大VBB和Vbm，这三种情况均可使导通角?c增大，若相反，则可使?c减小。 但是采取上述三种方法中的任一个方法，当?c增大时，ic脉冲电流的振幅ic max会加大，输出功率Po当然也会加大，而当?c减小时， ic max和Po均将减小。 有时希望增大?c，但要保持ic max不变，则应在增加VBB的同时，适当减小激励Vb。 1. 改变VCC对工作状态的影响 六、各极电压对工作状态的影响 VCC由小?大时，对应工作状态由过压?临界?欠压。 ⑴电压利用系数 随VCC变大而变小； ⑵由动态曲线发现随VCC变大，Q点向右移动； 注：随VCC减小转入过压状态后。基波电流下降，Vcm变小，动态线斜率绝对值变大，电流会有变大的反作用（总的趋势变小）。所以将过压区内电流下降速度取近似线性。 vCE ic ic vBEmax ?Q VCC ? ?Q VCC ? ?Q VCC ? ? ? 在过压区中输出电压随VCC改变而变化的特性为集电极调幅的实现提供依据；因为在集电极调幅电路中是依靠改变VCC来实现调幅过程的。 VCC对工作状态的影响 可见，无论是Vbm还是VBB的变化，其结果都是引起vBE的变化（增大Vbm等效于减小VBB的绝对值）。 vBE = –VBB+Vbmcos?t vBE max= – VBB+Vbm 当vBE max由小到大变化时，放大器的工作状态由欠压?临界?过压。 2. 改变vBE max对工作状态的影响 ic vCE ic vBEmax1 ?Q VCC ? vBEmax2 ? vBEmax3 ? ? vBE max由小到大等效于“vbm由小到大”和“vBB的绝对值由大到小”。 vBE max变化时电流、功率的变化 七、谐振功率放大器的计算 谐振功率放大器的主要指标是功率和效率。 1) 首先要求得集电极电流脉冲的两个主要参量ic max和?c 导通角?c 集电极电流脉冲幅值ic max 以临界状态为例： 临界状态下 ic