chapter6高频功率放大器摘要.ppt

6.3 谐振功率放大器的折线近似分析法 (2) 改变VCC，但Rp、Vb、VBB不变当集电极供电电压VCC由 小至大变化时，放大器的工作状态由欠压经临界转入过压。 图6-13 VCC变化时对工作状态的影响 在欠压区内，输出电流的 振幅基本上不随VCC变化 而变化，故输出功率基本 不变；而在过压区，输出 电流的振幅将随VCC的减 小而下降，故输出功率也 随之下降。 6.3 谐振功率放大器的折线近似分析法 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。改变VCC时，其工作状态和电流、 功率的变化如上图所示。 6.3 谐振功率放大器的折线近似分析法 (3) Vbm变化，但VCC、VBB、Rp 不变或VBB变化，但VCC、Vb、 Rp不变 这两种情况所引起放大 器工作状态的变化是相同的。 因为无论是Vbm还是VBB的变化， 其结果都是引起eb的变化。 由 eb= VBB+Vbmcos?t eb max= VBB+Vbm 当VBB或Vbm由小到大变化时， 放大器的工作状态由欠压经临 界转入过压。 6.3 谐振功率放大器的折线近似分析法 图6-16 Vbm变化时电流、功率的变化 6.3 谐振功率放大器的折线近似分析法 六、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。以临界状态为例 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Icm 2)电流余弦脉冲的各谐波分量系数?0(?c)、?1(?c)、…、 ?n(?c)可查表求得，并求得个分量的实际值。 3)谐振功率放大器的功率和效率 直流功率 P==Ic0? VCC 交流输出功率 集电极效率 6.3 谐振功率放大器的折线近似分析法 4) 根据 可求得最佳负载电阻 在临界工作时，?接近于1，作为工作估算，可设定?=1。 “最佳”的含义在于采用这一负载值时，调谐功率放大器的 效率较高，输出功率较大。 可以证明，放大器所要求的最佳负载是随导通角?c改变而 变化的。?c小，Rp大。要提高放大器的效率，就要求放大器 具有大的最佳负载电阻值。 在实际电路中，放大器所要求的最佳电阻需要通过匹配网络 和终端负载(如天线等)相匹配。 6.4 晶体管功率放大器的高频效应 一、概述 用折线法分析高频功率放大器时要引入相当的误差，低频时 误差还是允许的。但随着工作频率的提高，由于晶体管的高 频特性及大信号的注入效应而引入的误差将更大，严重时， 使放大器无法工作。 一方面应该考虑晶体管基区少数载流子的渡越时间、晶体管 的体电阻(特别是rbb?的影响)。饱和压降及引线电感等因素的 影响；另一方面，功率放大管基本工作在大信号，即大注入 条件下，必须考虑大注入所引起的基极电流和饱和压降增加 的影响。上述的这些影响都会使放大器的功率增益、最大输 出功率及效率的急骤下降。 6.4 晶体管功率放大器的高频效应 二、基区渡越时间的影响 在高频小信号工作时，渡越角是以扩散电容的形式来表示 基区渡越时间的影响的，由于信号的幅度小结电容可等效成 线性的。而在大信号高频工作时，必须考虑其非线性特性。 通过实验，可以用示波器观察 功率放大器放大管各极电流波形 随工作频率变化而变化的情况。 图6-18 高频情况下功放管 各电极电流波形 6.4 晶体管功率放大器的高频效应 在工作频率很高， 渡越 角在??0=10?~20?时，功 放管各电极电流的变化 情况： (1) 发射极电流ie 随着工作 频率提高，存贮在基区中的 载流子由于输入信号vb迅速 向负极性变化而返回发射极， 因而ie出现反向脉冲，使管 子的导通角加大，工作频率 越高，ie反向脉冲的宽度就越 大，幅值也越南高，导通角 也越扩展。 (2) 集电极电流ic ic的峰值滞 后于ie的峰值，二者差一渡 越角??0，ic的导通角也由低 频时的?c增大到：?c+2??0 (3) 基极电流ib 由于ie出现反 向脉冲，根据ib= ie– ic，所以 ib也出现反向电流脉冲，反向 电流的出现，使其基波分量 Ib1大大增加，Ib1的增加将提 高了对激励功率的要求。 上述分析表明，ic的导通角加 大，将使功率管的效率大大 降低；Ib1的加大将使激励功率 增加，这会使放大器的功率增 益降低，这种现象将随工作频 率升高而加剧。 图6-18 高频情况下功放管 各电极电流波形 6.4 晶体管功率放大器的高频效应 三、晶体管基极体电阻rbb?的影