第二章 谐振功率放大器

丙类谐振功放

IC

IB

+

+

+

vb

VCE

V cm

输出

V BE

+

-

-

-

+V BB

-

VCC

+

( V BB < 0 )

高频功率放大器的基本电路

转移特性

Ic Ic

I cm

V BB

o

C

V on

V BE

C

o C

t

C

o

Vb

V bm

t

Ic

I cm

IC 0

C

o C

IC

t

I cm co s t 0

I cm

vb 0 vb 0 (

2

t

2

)

在乙类情况下 :

I C 0 I C 1m c o s t I C 2 m c o s 2 t IC 0 I C 1m 1 2 1

2

IC d t

2

I cm 2 即 : IC 0 2

2

I C cos t d t

2

I C 1m

直流成份 I C 0 不能在谐振电感上产生输出电压，用于计算电源功耗； 二次以上谐波不能在谐振电容上产生输出电压； 基频成份 I C 1 m 产生并联谐振输出电压 (基频正弦)，用于计算输出功率 。

丙类谐振功放的 Ic

临界线

Ic

（因 IB 失真，故以为 VBE 参量） VBE = VBB + Vbm

Ic

Vcc VCE Q 丙类 wt

Q点

Vc

Vcm wt

VBE = VBB + Vbm cos wt VCE = Vcc –Vcm cos wt

I cQ < 0

放大区为负载线规律：Ic 主要取决于 VBE，与 VCE 基本无关； 饱和区为临界线规律：Ic 仅与 VCE 有关，与 VBE 无关

输入幅度增至一定程度时，使 Ic 振幅达到最大值（临界点）。 若继续增大输入幅度，Ic 将出现顶部失真， 但 Ic 的基频成份仍在并联谐回路两端产生基频输出电压， 由于此时输入幅度更大，因此输出幅度也更大， 使基频输出电压峰段进入饱和区。 饱和区内为临界线规律，出现电流凹陷。

匹配负载及功率性能

正常情况下，丙类谐振功放工作在临界状态，Po 较大，Pc 较小，η 较大。 （因进入过压状态后，继续增大输入时输出增大很小！）

临界状态下输出电压振幅 Vcm = Vcc – VCES，若要求此时输出功率为 Po ，

1 Vcm 1 ( Vcc – VCES ) 则丙类谐振功放的匹配负载 Re = --- ------ = --- -----------------2 Po 2 Po

2 2

须通过匹配滤波电路将实际负载 RL 转换成丙类谐振功放的最隹负载 Re。 功率性能：

电源出力：PD = Vcc Ico ( Ico 是 Ic 中的直流成分 ) 1 输出功率：Po = --- Vcm Ic1m 2 管耗：Pc = PD – Po Po 功放效率： = ---PD

谐振功放中的选频网络

选频网络： 对基频电流呈谐振电阻，产生基频输出电压； 对各高次谐波失谐呈现很小容抗，可视谐振电容高频短路； 对直流成份呈现很小感抗，可视谐振电感直流短路；

谐振功放的匹配负载 Re：功放管工作在临界状态情况。

在谐振功放中只需研究 直流功率 和 基频功率 ！

滤波匹配网络作用： 1、选频滤波：负载 RL 仅获得基频功率(或所需要的某次谐波功率)， 滤除其它频率成份； 2、阻抗匹配：外接负载 RL 经网络变换为功放管的匹配负载 Re；

丙类功放中的 Ic、VBE、VCE

VCE

V cm