諧振功率放大器的工作原理課件

引言本頁完引言

晶體管的工作情況與頻率有極密切的關(guān)系，通常可以把它們的工作頻率范圍劃分如下：

低頻區(qū)f<0.5fβ

中頻區(qū)0.5fβ<

f<0.2fT

高頻區(qū)0.2fT<

f<fT

其中有fT≈β

fβ

晶體管在低頻區(qū)工作時(shí)，可以不考慮它的等效電路中的電抗分量與載流子渡越時(shí)間等影響。中頻區(qū)的分析計(jì)算要考慮晶體管各個(gè)結(jié)電容的作用。高頻區(qū)則需進(jìn)一步考慮電極引線電感的作用。因此，中頻區(qū)和高頻區(qū)的嚴(yán)格分析與計(jì)算是相當(dāng)困難的。本書將從低頻區(qū)來說明晶體管高頻放大器的工作原理。返回引言本頁完引言晶體管的工作情況與頻率有極密切1學(xué)習(xí)要點(diǎn)本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)和要求諧振功率放大器的工作原理掌握高頻功率放大器獲得高效率的所需條件掌握高頻功率放大器的功率關(guān)系返回學(xué)習(xí)要點(diǎn)本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)和要求諧振功率放大器的工2主頁諧振功率放大器的工作原理主頁

使用說明：要學(xué)習(xí)哪部分內(nèi)容，只需把鼠標(biāo)移到相應(yīng)的目錄上單擊鼠標(biāo)左鍵即可，按空格鍵或鼠標(biāo)左鍵進(jìn)入下一頁。結(jié)束獲得高效率所需的條件功率關(guān)系返回主頁諧振功率放大器的工作原理主頁使用說明：要學(xué)習(xí)哪部分內(nèi)3一、獲得高效率所需的條件

1、高效大功率輸出的討論

結(jié)論一一、獲得高效率所需的條件諧振功率放大器的工作原理

由能量守恒可知P==Po+Pc定義集電極效率1、高效大功率輸出的討論高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完

結(jié)論一：設(shè)法盡量降低集電極的耗散功率Pc，則集電極效率ηc自然會(huì)提高。這樣，在給定P=時(shí)，晶體管的交流輸出功率Po就會(huì)增大。+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-vbP=—電源供給功率P0—交流輸出信號功率Pc—晶體管集電極耗散功率ηc=——

PoP==——

PoPo+PcVCC一、獲得高效率所需的條件

1、高效大功率輸出的討論

結(jié)4

結(jié)論二一、獲得高效率所需的條件諧振功率放大器的工作原理

由能量守恒可知P==Po+Pc定義集電極效率1、高效大功率輸出的討論高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完

結(jié)論一：設(shè)法盡量降低集電極的耗散功率Pc，則集電極效率ηc自然會(huì)提高。這樣，在給定P=時(shí)，晶體管的交流輸出功率Po就會(huì)增大。+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-ηc=——

PoP==——

PoPo+Pc

將上式變形為Po=(——)Pcηc1-ηc

結(jié)論二：如果維持晶體管的集電極耗散功率Pc不超過額定值，那么提高集電極效率ηc

，將使交流輸出功率Po大為增加。

例：在甲類放大時(shí)，放大電路的ηc=20%，此時(shí)Po1=(0.25)Pc。當(dāng)改為丙類放大時(shí)，ηc=75%，此時(shí)Po2=3Pc。Po2/Po1=3/0.25=12。丙類放大的交流輸出功率是甲類放大的12倍。結(jié)論二一、獲得高效率所需的條件諧振功率放大器的工作原理52、提高效率與功率的方法諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件Pc=iCvCOωtiC、vCθc

如果使晶體管的vC和iC的波形如圖所示(注意，共射電路中vC與iC是反相的)。

一周期內(nèi)晶體管只在此流通角2θc內(nèi)損耗功率，這是vC的最小值區(qū)間，顯然晶體管的耗散功率是最小的，ηc較大。2θc2、提高效率與功率的方法諧振功率放大器的工作原理2、提高效率6

討論甲類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件Pc=iCvCOωtiC、vC

流通角2θc顯然小于180o，即晶體管的導(dǎo)通時(shí)間必須小于T/2，或說集電極輸出電流iC的波形不到半個(gè)正弦波。T/2π

晶體管甲類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)VBEQ=0.7V，流通角是360o。tiCO2π+-0.7ViCθc2θc討論甲類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高7

討論乙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件OωtiC、vCT/2πPc=iCvC

晶體管乙類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)VBEQ=0V，流通角是180o。tiCOπ0ViC

流通角2θc顯然小于180o，即晶體管的導(dǎo)通時(shí)間必須小于T/2，或說集電極輸出電流iC的波形不到半個(gè)正弦波。Pc=iCvCθc2θc討論乙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高8

討論丙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件OωtiC、vCT/2πPc=iCvC

要使流通角小于180o，顯然VBEQ<0V，即為負(fù)值。稱為丙類工作狀態(tài)。tiCOπ-+iC

流通角2θc顯然小于180o，即晶體管的導(dǎo)通時(shí)間必須小于T/2，或說集電極輸出電流iC的波形不到半個(gè)正弦波。Pc=iCvCθc2θc討論丙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高9

丙類狀態(tài)效率最高地解釋諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件OωtiC、vCT/2πPc=iCvC

晶體管處于丙類工作狀態(tài)時(shí)，iC只在vC最低時(shí)才能通過，所以在丙類工作狀態(tài)下集電極的耗散功率Pc是最小的，效率ηc是最大的。

晶體管的丙類工作狀態(tài)即靜態(tài)時(shí)，晶體管的VBEQ<0。θc2θc丙類狀態(tài)效率最高地解釋諧振功率放大器的工作原理2、提102θc是在一周期內(nèi)的集電極電流的流通角，θc為半流通角(亦有稱為截止角)，本教材稱為通角。一、獲得高效率所需的條件3、通角θc的計(jì)算諧振功率放大器的工作原理繼續(xù)本頁完OωtiC、vCT/2π3、通角θc的計(jì)算OvBiCvb-VBB

將轉(zhuǎn)移特性曲線線性段近似化為一條直線，交橫軸于VBZ，稱為截止電壓。2θc

通角θc對應(yīng)的值為Vbmcosθc=VBZ+VBB。VBZVbm轉(zhuǎn)移特性曲線

輸入信號為一交流正弦波vb。2θciCωtO只在這個(gè)區(qū)域里產(chǎn)生iC只在這個(gè)區(qū)域里產(chǎn)生iC這是2倍通角θc。θc2θc2θc是在一周期內(nèi)的集電極電流的流通角，θc為半流11一、獲得高效率所需的條件

通角θc的計(jì)算式諧振功率放大器的工作原理繼續(xù)本頁完OωtiC、vCT/2π3、通角θc的計(jì)算OvBiCvb-VBB2θc

通角θc對應(yīng)的值為Vbmcosθc=VBZ+VBB。VBZVbm轉(zhuǎn)移特性曲線2θciCωtO因?yàn)関b=Vbmcosωtcosθc=————VBZ+VBBVbm所以Vbmcosθc=VBZ+VBB在通角處有ωt=θc

由圖得，在ωt=θc處的vb值為VBZ+VBB。

通過上式可求出通角θc。θc2θc一、獲得高效率所需的條件通角θc的計(jì)算式諧振功率放大12一、獲得高效率所需的條件4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程諧振功率放大器的工作原理4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程

iC通過傅里葉級數(shù)展開得：高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2π

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

上式中的IC0是iC的直流成分，也是iC其平均值。IC0

第二項(xiàng)Icm1cosωt是與輸入信號頻率相同的基波成分，正是我們需要的信號成分。放大電路中的LC回路就諧振在這個(gè)頻率上，形成一個(gè)以ω為中心的帶通濾波器，選出頻率為ω的電壓。對諧波成分進(jìn)行了衰減。繼續(xù)本頁完

由此看出iC的平均值是很小的。

由此可解釋為什么iC是脈沖電流而vC卻是正弦波電壓。θc2θc一、獲得高效率所需的條件4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程13一、獲得高效率所需的條件?獲得高效率所需的條件內(nèi)容結(jié)束頁諧振功率放大器的工作原理4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2πIC0繼續(xù)本頁完θc2θc

iC通過傅里葉級數(shù)展開得：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

上式中的IC0是iC的直流成分，也是iC其平均值。

第二項(xiàng)Icm1cosωt是與輸入信號頻率相同的基波成分，正是我們需要的信號成分。放大電路中的LC回路就諧振在這個(gè)頻率上，形成一個(gè)以ω為中心的帶通濾波器，選出頻率為ω的電壓。對諧波成分進(jìn)行了衰減。

本內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束，單擊繼續(xù)，繼續(xù)學(xué)習(xí)《功率關(guān)系》內(nèi)容；單擊返回，返回學(xué)習(xí)主頁。返回繼續(xù)一、獲得高效率所需的條件?獲得高效率所需的條件內(nèi)容結(jié)束頁諧振14諧振功率放大器的工作原理

iC通過傅里葉級數(shù)展開得：高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2π

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……IC0繼續(xù)θc2θciC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……諧振功率放大器的工作原理iC通過傅里葉級數(shù)展開得：高15二、功率關(guān)系二、功率關(guān)系

1、直流電源提供的功率P=

2、電路的輸出功率Po諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2πiC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

P==VCCIC0IC0

本內(nèi)容主要討論電路中三個(gè)功率P=、Po和Pc的表達(dá)式。繼續(xù)本頁完

電源VCC在一個(gè)工作周期內(nèi)提供的直流電流為平均電流IC0。2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）θc2θc二、功率關(guān)系二、功率關(guān)系

1、直流電源提供的功率P=

2、電16二、功率關(guān)系

討論P(yáng)o與什么因素有關(guān)諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCiC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

P==VCCIC0繼續(xù)本頁完2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCC

因?yàn)長C回路只對iC的基波成分Icm1cosωt才產(chǎn)生電壓vc

，所以輸出功率Po只需考慮此項(xiàng)。Vcm二、功率關(guān)系討論P(yáng)o與什么因素有關(guān)諧振功率放大器的工17二、功率關(guān)系

推導(dǎo)Po表達(dá)諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCiC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

P==VCCIC0繼續(xù)本頁完2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCCVcmPo=Ic1Vc121=—Icm1VcmIcm1Vcm=——·——二、功率關(guān)系推導(dǎo)Po表達(dá)諧振功率放大器的工作原理18二、功率關(guān)系Po表達(dá)式諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vC

P==VCCIC0繼續(xù)本頁完2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCCVcm

諧振時(shí)LC回路的諧振電阻為RP，RP=Vcm/Icm1。Po=——=—I2cm1RP2RPV2cm21Po=Ic1Vc121=—Icm1VcmIcm1Vcm=——·——二、功率關(guān)系Po表達(dá)式諧振功率放大器的工作原理19二、功率關(guān)系諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vC

P==VCCIC0繼續(xù)2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCCVcmPo=——=—I2cm1RP2RPV2cm2121=—Icm1Vcm二、功率關(guān)系諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VC20二、功率關(guān)系3、晶體管的耗散功率Pc

4、放大器的集電極效率ηc諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vC

P==VCCIC0繼續(xù)本頁完2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCCVcmPo=——=—I2cm1RP2RPV2cm213、晶體管的耗散功率PcPc=P=-Po4、放大器的集電極效率ηcηc=——=PoP=12

—·——·——VcmIcm1VCCIC021=—Icm1Vcm二、功率關(guān)系3、晶體管的耗散功率Pc

4、放大器的集電極效率21二、功率關(guān)系諧振功率放大器的工作原理高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vC繼續(xù)本頁完VCCVcm4、放大器的集電極效率ηcIC0θc2θcηc=——=PoP=12

—·——·——VcmIcm1VCCIC0二、功率關(guān)系諧振功率放大器的工作原理高頻功率放大器的基本電路22二、功率關(guān)系

集電極電壓利用系數(shù)ξ

波形系數(shù)g1(θc)諧振功率放大器的工作原理高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vC繼續(xù)本頁完VCCVcm4、放大器的集電極效率ηcηc=——=PoP=12

—·——·——VcmIcm1VCCIC0

令g1(θc)=Icm1/IC0，稱為波形系數(shù)。ξ=

——VcmVCC集電極電壓利用系數(shù)g1(θc)=

——Icm1IC0波形系數(shù)IC0ξ越大，即輸出電壓越大，效率越高。g1(θc)越大，即iC的平均值IC0越小，效率越高。要使IC0小，必須使θc小。θc2θc

令ξ=Vcm/VCC，稱為集電極電壓利用系數(shù)。二、功率關(guān)系集電極電壓利用系數(shù)ξ

波形系數(shù)23二、功率關(guān)系?本節(jié)結(jié)束頁諧振功率放大器的工作原理高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vC繼續(xù)本頁完VCCVcm4、放大器的集電極效率ηcIC0

本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束，單擊結(jié)束，結(jié)束學(xué)習(xí)；單擊返回，返回學(xué)習(xí)主頁。返回結(jié)束θc2θcηc=——=PoP=12

—·——·——VcmIcm1VCCIC0ξ=

——VcmVCC集電極電壓利用系數(shù)g1(θc)=

——Icm1IC0波形系數(shù)ξ越大，即輸出電壓越大，效率越高。g1(θc)越大，即iC的平均值IC0越小，效率越高。要使IC0小，必須使θc小。二、功率關(guān)系?本節(jié)結(jié)束頁諧振功率放大器的工作原理高頻功率放大24再見再見再見再見25引言本頁完引言

晶體管的工作情況與頻率有極密切的關(guān)系，通?？梢园阉鼈兊墓ぷ黝l率范圍劃分如下：

低頻區(qū)f<0.5fβ

中頻區(qū)0.5fβ<

f<0.2fT

高頻區(qū)0.2fT<

f<fT

其中有fT≈β

fβ

晶體管在低頻區(qū)工作時(shí)，可以不考慮它的等效電路中的電抗分量與載流子渡越時(shí)間等影響。中頻區(qū)的分析計(jì)算要考慮晶體管各個(gè)結(jié)電容的作用。高頻區(qū)則需進(jìn)一步考慮電極引線電感的作用。因此，中頻區(qū)和高頻區(qū)的嚴(yán)格分析與計(jì)算是相當(dāng)困難的。本書將從低頻區(qū)來說明晶體管高頻放大器的工作原理。返回引言本頁完引言晶體管的工作情況與頻率有極密切26學(xué)習(xí)要點(diǎn)本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)和要求諧振功率放大器的工作原理掌握高頻功率放大器獲得高效率的所需條件掌握高頻功率放大器的功率關(guān)系返回學(xué)習(xí)要點(diǎn)本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)和要求諧振功率放大器的工27主頁諧振功率放大器的工作原理主頁

使用說明：要學(xué)習(xí)哪部分內(nèi)容，只需把鼠標(biāo)移到相應(yīng)的目錄上單擊鼠標(biāo)左鍵即可，按空格鍵或鼠標(biāo)左鍵進(jìn)入下一頁。結(jié)束獲得高效率所需的條件功率關(guān)系返回主頁諧振功率放大器的工作原理主頁使用說明：要學(xué)習(xí)哪部分內(nèi)28一、獲得高效率所需的條件

1、高效大功率輸出的討論

結(jié)論一一、獲得高效率所需的條件諧振功率放大器的工作原理

由能量守恒可知P==Po+Pc定義集電極效率1、高效大功率輸出的討論高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完

結(jié)論一：設(shè)法盡量降低集電極的耗散功率Pc，則集電極效率ηc自然會(huì)提高。這樣，在給定P=時(shí)，晶體管的交流輸出功率Po就會(huì)增大。+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-vbP=—電源供給功率P0—交流輸出信號功率Pc—晶體管集電極耗散功率ηc=——

PoP==——

PoPo+PcVCC一、獲得高效率所需的條件

1、高效大功率輸出的討論

結(jié)29

結(jié)論二一、獲得高效率所需的條件諧振功率放大器的工作原理

由能量守恒可知P==Po+Pc定義集電極效率1、高效大功率輸出的討論高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完

結(jié)論一：設(shè)法盡量降低集電極的耗散功率Pc，則集電極效率ηc自然會(huì)提高。這樣，在給定P=時(shí)，晶體管的交流輸出功率Po就會(huì)增大。+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-ηc=——

PoP==——

PoPo+Pc

將上式變形為Po=(——)Pcηc1-ηc

結(jié)論二：如果維持晶體管的集電極耗散功率Pc不超過額定值，那么提高集電極效率ηc

，將使交流輸出功率Po大為增加。

例：在甲類放大時(shí)，放大電路的ηc=20%，此時(shí)Po1=(0.25)Pc。當(dāng)改為丙類放大時(shí)，ηc=75%，此時(shí)Po2=3Pc。Po2/Po1=3/0.25=12。丙類放大的交流輸出功率是甲類放大的12倍。結(jié)論二一、獲得高效率所需的條件諧振功率放大器的工作原理302、提高效率與功率的方法諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件Pc=iCvCOωtiC、vCθc

如果使晶體管的vC和iC的波形如圖所示(注意，共射電路中vC與iC是反相的)。

一周期內(nèi)晶體管只在此流通角2θc內(nèi)損耗功率，這是vC的最小值區(qū)間，顯然晶體管的耗散功率是最小的，ηc較大。2θc2、提高效率與功率的方法諧振功率放大器的工作原理2、提高效率31

討論甲類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件Pc=iCvCOωtiC、vC

流通角2θc顯然小于180o，即晶體管的導(dǎo)通時(shí)間必須小于T/2，或說集電極輸出電流iC的波形不到半個(gè)正弦波。T/2π

晶體管甲類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)VBEQ=0.7V，流通角是360o。tiCO2π+-0.7ViCθc2θc討論甲類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高32

討論乙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件OωtiC、vCT/2πPc=iCvC

晶體管乙類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)VBEQ=0V，流通角是180o。tiCOπ0ViC

流通角2θc顯然小于180o，即晶體管的導(dǎo)通時(shí)間必須小于T/2，或說集電極輸出電流iC的波形不到半個(gè)正弦波。Pc=iCvCθc2θc討論乙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高33

討論丙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件OωtiC、vCT/2πPc=iCvC

要使流通角小于180o，顯然VBEQ<0V，即為負(fù)值。稱為丙類工作狀態(tài)。tiCOπ-+iC

流通角2θc顯然小于180o，即晶體管的導(dǎo)通時(shí)間必須小于T/2，或說集電極輸出電流iC的波形不到半個(gè)正弦波。Pc=iCvCθc2θc討論丙類狀態(tài)的導(dǎo)通角諧振功率放大器的工作原理2、提高34

丙類狀態(tài)效率最高地解釋諧振功率放大器的工作原理2、提高效率與功率的方法高頻功率放大器的基本電路繼續(xù)本頁完+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-

集電極瞬時(shí)耗散功率Pc一、獲得高效率所需的條件OωtiC、vCT/2πPc=iCvC

晶體管處于丙類工作狀態(tài)時(shí)，iC只在vC最低時(shí)才能通過，所以在丙類工作狀態(tài)下集電極的耗散功率Pc是最小的，效率ηc是最大的。

晶體管的丙類工作狀態(tài)即靜態(tài)時(shí)，晶體管的VBEQ<0。θc2θc丙類狀態(tài)效率最高地解釋諧振功率放大器的工作原理2、提352θc是在一周期內(nèi)的集電極電流的流通角，θc為半流通角(亦有稱為截止角)，本教材稱為通角。一、獲得高效率所需的條件3、通角θc的計(jì)算諧振功率放大器的工作原理繼續(xù)本頁完OωtiC、vCT/2π3、通角θc的計(jì)算OvBiCvb-VBB

將轉(zhuǎn)移特性曲線線性段近似化為一條直線，交橫軸于VBZ，稱為截止電壓。2θc

通角θc對應(yīng)的值為Vbmcosθc=VBZ+VBB。VBZVbm轉(zhuǎn)移特性曲線

輸入信號為一交流正弦波vb。2θciCωtO只在這個(gè)區(qū)域里產(chǎn)生iC只在這個(gè)區(qū)域里產(chǎn)生iC這是2倍通角θc。θc2θc2θc是在一周期內(nèi)的集電極電流的流通角，θc為半流36一、獲得高效率所需的條件

通角θc的計(jì)算式諧振功率放大器的工作原理繼續(xù)本頁完OωtiC、vCT/2π3、通角θc的計(jì)算OvBiCvb-VBB2θc

通角θc對應(yīng)的值為Vbmcosθc=VBZ+VBB。VBZVbm轉(zhuǎn)移特性曲線2θciCωtO因?yàn)関b=Vbmcosωtcosθc=————VBZ+VBBVbm所以Vbmcosθc=VBZ+VBB在通角處有ωt=θc

由圖得，在ωt=θc處的vb值為VBZ+VBB。

通過上式可求出通角θc。θc2θc一、獲得高效率所需的條件通角θc的計(jì)算式諧振功率放大37一、獲得高效率所需的條件4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程諧振功率放大器的工作原理4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程

iC通過傅里葉級數(shù)展開得：高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2π

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

上式中的IC0是iC的直流成分，也是iC其平均值。IC0

第二項(xiàng)Icm1cosωt是與輸入信號頻率相同的基波成分，正是我們需要的信號成分。放大電路中的LC回路就諧振在這個(gè)頻率上，形成一個(gè)以ω為中心的帶通濾波器，選出頻率為ω的電壓。對諧波成分進(jìn)行了衰減。繼續(xù)本頁完

由此看出iC的平均值是很小的。

由此可解釋為什么iC是脈沖電流而vC卻是正弦波電壓。θc2θc一、獲得高效率所需的條件4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程38一、獲得高效率所需的條件?獲得高效率所需的條件內(nèi)容結(jié)束頁諧振功率放大器的工作原理4、脈沖iC產(chǎn)生正弦波vC的物理過程高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2πIC0繼續(xù)本頁完θc2θc

iC通過傅里葉級數(shù)展開得：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

上式中的IC0是iC的直流成分，也是iC其平均值。

第二項(xiàng)Icm1cosωt是與輸入信號頻率相同的基波成分，正是我們需要的信號成分。放大電路中的LC回路就諧振在這個(gè)頻率上，形成一個(gè)以ω為中心的帶通濾波器，選出頻率為ω的電壓。對諧波成分進(jìn)行了衰減。

本內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束，單擊繼續(xù)，繼續(xù)學(xué)習(xí)《功率關(guān)系》內(nèi)容；單擊返回，返回學(xué)習(xí)主頁。返回繼續(xù)一、獲得高效率所需的條件?獲得高效率所需的條件內(nèi)容結(jié)束頁諧振39諧振功率放大器的工作原理

iC通過傅里葉級數(shù)展開得：高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2π

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……IC0繼續(xù)θc2θciC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……諧振功率放大器的工作原理iC通過傅里葉級數(shù)展開得：高40二、功率關(guān)系二、功率關(guān)系

1、直流電源提供的功率P=

2、電路的輸出功率Po諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCT/2πiC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

P==VCCIC0IC0

本內(nèi)容主要討論電路中三個(gè)功率P=、Po和Pc的表達(dá)式。繼續(xù)本頁完

電源VCC在一個(gè)工作周期內(nèi)提供的直流電流為平均電流IC0。2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）θc2θc二、功率關(guān)系二、功率關(guān)系

1、直流電源提供的功率P=

2、電41二、功率關(guān)系

討論P(yáng)o與什么因素有關(guān)諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCiC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

P==VCCIC0繼續(xù)本頁完2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCC

因?yàn)長C回路只對iC的基波成分Icm1cosωt才產(chǎn)生電壓vc

，所以輸出功率Po只需考慮此項(xiàng)。Vcm二、功率關(guān)系討論P(yáng)o與什么因素有關(guān)諧振功率放大器的工42二、功率關(guān)系

推導(dǎo)Po表達(dá)諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vCiC的傅里葉級數(shù)展開式：

iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt+

+……+Icmncosnωt+……

P==VCCIC0繼續(xù)本頁完2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCCVcmPo=Ic1Vc121=—Icm1VcmIcm1Vcm=——·——二、功率關(guān)系推導(dǎo)Po表達(dá)諧振功率放大器的工作原理43二、功率關(guān)系Po表達(dá)式諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OωtiC、vC

P==VCCIC0繼續(xù)本頁完2、輸出功率Po（亦即LC回路吸取的功率）VCCVcm

諧振時(shí)LC回路的諧振電阻為RP，RP=Vcm/Icm1。Po=——=—I2cm1RP2RPV2cm21Po=Ic1Vc121=—Icm1VcmIcm1Vcm=——·——二、功率關(guān)系Po表達(dá)式諧振功率放大器的工作原理44二、功率關(guān)系諧振功率放大器的工作原理1、直流電壓VCC提供的直流功率P=高頻功率放大器的基本電路+vb--+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCV