高頻功率放大器

倍頻高頻放大調(diào)制話筒聲音發(fā)射天線圖1.2.8調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖音頻放大高頻振蕩緩沖6.1概述6.1概述功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。電壓增益：電流增益：ββ+1

三種組態(tài)的基本放大電路CECCCB1.諧振（高頻）功放與非諧振（低頻）功放的比較6.1概述相同點(diǎn)：實(shí)質(zhì)都是在輸入信號(hào)的控制下將電源直流功率轉(zhuǎn)換為輸出功率（為一受控的能量轉(zhuǎn)換器）都要求輸出符合要求的大功率，同時(shí)盡可能提高轉(zhuǎn)換效率。不同點(diǎn)：兩者工作頻率和相對(duì)頻帶寬度相差很大。

低頻功放工作頻率低，相對(duì)頻帶寬，頻率在20～20kHz，高頻端與低頻端之差達(dá)1000倍（fH/fL）高頻功放工作頻率很高（幾百kHz～幾百兆Hz）相對(duì)頻帶（BW/f0）一般很窄（幾％～幾‰）

兩者所采用的負(fù)載也不同低頻功放：采用電阻、變壓器等非調(diào)諧負(fù)載高頻功放：窄帶工作，使其負(fù)載要采用選頻網(wǎng)絡(luò)

分析方法不同

在一些近似條件下進(jìn)行分析，著重定性說明高頻功放大致的工作原理及特性

1.諧振（高頻）功放與非諧振（低頻）功放的比較功率放大電路的主要特點(diǎn)輸入為大信號(hào)，放大高頻信號(hào)要求輸出功率盡可能大,管子工作在接近極限狀態(tài)2、輸出功率范圍很大，小到便攜式發(fā)射機(jī)的毫瓦級(jí)，大到無線電廣播電臺(tái)的幾十千瓦，甚至兆瓦級(jí)。0.001~1000000效率要高，以高效輸出大功率為目的

非線性失真要小BJT的散熱問題(管子的保護(hù))按功率管的運(yùn)用特性分類

運(yùn)用狀態(tài)

導(dǎo)通時(shí)間導(dǎo)通角ηcmax甲類（A類）管子在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通360050%乙類（B類）導(dǎo)通半個(gè)周期180078.5%丙類（C類）導(dǎo)通小于半個(gè)周期<1800丁類（D類）管子應(yīng)用在開關(guān)狀態(tài)，半個(gè)周期飽和導(dǎo)通，半個(gè)周期截止

(a)甲類class-Aamplifier(b)乙類class-Bamplifier(c)甲乙類class-ABamplifier(d)丙類class-Camplifier2.分類6.1概述流通角:一個(gè)周期內(nèi)有電流流通的相角.6.1概述3.要解決的問題減小失真（線性度）管子的保護(hù)

提高交流輸出功率提高效率其中：PC為集電極耗散功率

，PO為交流輸出功率3.提高效率的途徑提高效率η的方法：降低集電極耗散功率PC，《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.1概述其中：PC為集電極耗散功率

，PO為交流輸出功率丙類(C類)放大器的效率提高了，但是波形失真也最嚴(yán)重。4.效率與失真矛盾的解決ωlowhigh3ωnω2ω06.1概述4.效率與失真矛盾的解決有源器件諧振回路窄帶諧振放大器丙類通過諧振負(fù)載，從丙類余弦周期脈沖里恢復(fù)基波完整周期信號(hào)。32154Tr1Tr2CLyLT輸入回路輸出回路晶體管6.1概述6.1概述功能：將直流功率轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)功率。主要指標(biāo)：輸出功率與效率工作狀態(tài)：丙類大信號(hào)的非線性狀態(tài)（非線性失真）分析方法：折線近似分析法。(大信號(hào))高頻諧振功率放大器6.2諧振功率放大器的工作原理6.2.1獲得高效率所需要的條件6.2.2功率關(guān)系

6.2.1獲得高效率所需要的條件Vbmvbewt小信號(hào)諧振放大器與丙類諧振功率放大器的區(qū)別之處在于：工作狀態(tài)分別為小信號(hào)甲類與大信號(hào)丙類。丙類諧振功率放大器采用負(fù)電源作基極偏置（基射反偏）。wtiC0-qc+qcVBB0-qc+qcvbe轉(zhuǎn)移特性iCVBZo理想化圖6.2.1高頻功率放大器的基本電路失真丙類諧振功率放大器的原理及特性1、電路構(gòu)成

ui(t)為輸入高頻激勵(lì)信號(hào)T為晶體管，把電源的直流功率轉(zhuǎn)換為高頻功率。VBB、VCC為電源，常使得管子處于C類工作狀態(tài)。負(fù)載：采用諧振回路作負(fù)載，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率選擇，同時(shí)完成阻抗變換。這個(gè)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)選擇在小于截止點(diǎn)的負(fù)偏置區(qū)，或選擇在接近截止點(diǎn)，

。這樣選擇的主要考慮是消除由靜態(tài)工作點(diǎn)所帶來的無用功耗，從而提高放大器的效率。

使用并聯(lián)諧振回路作負(fù)載具有選頻和阻抗變換的作用2、電路特點(diǎn)icebtooictVBZ丙類諧振功率放大器波形圖圖中電路的靜態(tài)工作點(diǎn)選擇在小于截止點(diǎn)的負(fù)偏置區(qū)。QicQebtooict甲類放大器波形圖(b)tw或電壓電流0VBZVCCV－BBVbmVcmvbE

maxqiCic

maxciCvCEvBEvCE

min1.iC

與vBE同相，與vCE反相2.iC脈沖最大時(shí)，vCE最小3.導(dǎo)通角和vCE越小，Pc越小6.2.1獲得高效率所需要的條件通過降低集電極功率耗散換取效率的提高?；鶚O的負(fù)偏置導(dǎo)致晶體管一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間縮短?；鶚O的負(fù)偏置使得晶體管導(dǎo)通時(shí)iC的值在最大值附近。此時(shí)VCE則處于正好處于最小值附近。上述兩個(gè)因素都使得集電極耗散功率降低。6.2.2功率關(guān)系電路正常工作（丙類、諧振）時(shí)，外部電路關(guān)系式：諧振回路對(duì)直流和高次諧波相當(dāng)于短路直流功率：輸出交流功率：集電極效率：集電極電壓利用系數(shù)波形系數(shù)6.2.2功率關(guān)系（）（）說明：ξ越大，即：Vcm越大，Vce越小，導(dǎo)通角越小，∴ηC越高例：求各次諧波與基波的阻抗之比感抗=ωL直流時(shí)ω=0∴諧振回路對(duì)直流短路如果Q=20則可以得：可得，諧波的阻抗只有基波阻抗的百分之幾。工作波形分析1）、輸入電壓：一個(gè)頻率為ωs的正弦（或者余弦）信號(hào)2）、輸入電流：一部分導(dǎo)通，一部分截止，嚴(yán)重的非線性失真3）、輸出電流：輸入電流的波形一致，嚴(yán)重的非線性失真4）、輸出電壓：由于采用諧振回路作負(fù)載，在負(fù)載兩端只有等于諧振頻率的信號(hào)能夠在諧振回路兩端產(chǎn)生一個(gè)較大的輸出電壓，其他的頻率的信號(hào)由于處于失諧狀態(tài)，在負(fù)載兩端產(chǎn)生的電壓很小，可以忽略，故輸出了一個(gè)頻率為ωs的余弦信號(hào)，輸出電壓不失真。諧振回路在這里起了相當(dāng)大的作用。6.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法

集電極余弦電流脈沖的分解

高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性

各極電壓對(duì)工作狀態(tài)的影響

工作狀態(tài)的計(jì)算(估算)舉例

晶體管特性曲線的理想化及其解析式6.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法β00.5fβfβ0.2fTfT3、功率放大器的工作頻率1、低頻區(qū)：低頻區(qū)工作時(shí)，不考慮等效電路中的電抗分量與載流子的渡越時(shí)間，分析方法同低頻電子線路的分析方法一致，方法成熟。2、中頻區(qū)：必須考慮晶體管的結(jié)電容的影響，分析的方法復(fù)雜。3、高頻區(qū)：除了考慮結(jié)電容的影響外，還必須考慮引線電感的影響分析和計(jì)算相當(dāng)困難，本書進(jìn)行定性的說明。 為了對(duì)高頻功率放大器進(jìn)行定量分析與計(jì)算，關(guān)鍵在于求出電流的直流分量Ic0與基頻分量Icm1。最好能有一個(gè)明確的數(shù)學(xué)表達(dá)式來顯示二者與通角θc的關(guān)系，以便于電路設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)，對(duì)放大器工作狀態(tài)的選擇指明方向。 考慮到諧振功率放大器工作于丙類（非線性、大信號(hào)）狀態(tài)，采取圖解法與數(shù)學(xué)解析分析相折中的辦法：折線近似分析法。6.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法晶體管特性曲線（復(fù)習(xí)）1、輸入特性曲線3、轉(zhuǎn)移特性曲線2、輸出特性曲線靜態(tài)特性曲線6.3.1晶體管特性曲線的理想化及其解析式圖6.3.1晶體管的輸出特性及其理想化iC=gcrvCE欠壓臨界過壓說明：圖中的vC

就是VCEEnd圖6.3.2晶體管靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性及其理想化折線化后：iC=gc(vBE–VBZ)(vBE＞VBZ)6.3.1晶體管特性曲線的理想化及其解析式說明：圖中的vB

就是VBE其中：VBZ為截距gC為跨導(dǎo)(a)甲類class-Aamplifier(b)乙類class-Bamplifier(c)甲乙類class-ABamplifier(d)丙類class-Camplifier2.分類6.1概述流通角:一個(gè)周期內(nèi)有電流流通的相角.icebtooictVBZ諧振功率放大器波形圖此電路的靜態(tài)工作點(diǎn)選擇在小于截止點(diǎn)的負(fù)偏置區(qū)。6.2.2功率關(guān)系電路正常工作（丙類、諧振）時(shí)，外部電路關(guān)系式：諧振回路對(duì)直流和高次諧波相當(dāng)于短路VbmvbewtwtiC0-qc+qcVBBo-qc+qcvbe轉(zhuǎn)移特性iCVBZ0理想化以上建立了晶體管的簡化分析模型，下面求解集電極余弦脈沖電流解析式及包含的各個(gè)頻率分量。首先，寫出其表達(dá)式。iC=gc(vBE–VBZ)(vBE＞VBZ)∴上式=gc(Vbmcosωt–VBB－VBZ)∴上式=gcVbm(cosωt–cos

c)=gcVbm(1–cos

c)當(dāng)

t=0時(shí)，iC=iCmax取決于脈沖高度iCmax與通角

c當(dāng)

t=

c時(shí)，令iC=06.3.2集電極余弦電流脈沖的分解6.3.2集電極余弦電流脈沖的分解圖6.3.3尖頂余弦脈沖由傅里葉級(jí)數(shù)求系數(shù)，得α0(θC)，αn(θC)稱為:尖頂余弦脈沖的分解系數(shù)ηC中波形系數(shù)尖頂余弦脈沖解析式：下面分析基波分量Icm1、集電極效率ηc和輸出功率Po隨通角

c變化的情況，從而選擇合適的工作狀態(tài)。尖頂脈沖的分解系數(shù)當(dāng)

c≈120

時(shí)，α1(θC)=Icm1/iCmax最大。在iCmax與負(fù)載阻抗Rp為某定值的情況下，輸出功率PO將達(dá)到最大值。但此時(shí)放大器處于甲乙類狀態(tài)，PC也很大，使效率ηC太低，造成Ｐ＝也偏大。6.3.2集電極余弦電流脈沖的分解圖6-9尖頂脈沖的分解系數(shù)極端情況

Ｃ=0時(shí)

如果此時(shí)

=1，達(dá)100%，但此時(shí)θC=0，輸出交流功率PO=0。為了兼顧功率與效率，最佳通角取70

左右。6.3.2集電極余弦電流脈沖的分解下面分析基波分量Icm1、集電極效率ηc和輸出功率Po隨通角

c變化的情況，從而選擇合適的工作狀態(tài)。由曲線可看到：晶體管靜態(tài)特性曲線是在集電極回路沒有負(fù)載阻抗時(shí)獲得的，考慮負(fù)載阻抗作用后，vCE，vBE，iC

的關(guān)系曲線就是動(dòng)態(tài)特性曲線最常用的是當(dāng)vCE，vBE，都變化時(shí)做出的iC－vCE動(dòng)態(tài)特性曲線，也叫負(fù)載線或工作路。負(fù)載線通常不是直線，當(dāng)靜態(tài)特性曲線折線化后，動(dòng)態(tài)特性曲線（負(fù)載線）也成為一條直線（證明見下頁）。6.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性6.3.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與負(fù)載特性因此，下面分析四個(gè)參數(shù)Rp和電壓VCC、VBB、Vbm的變化對(duì)工作狀態(tài)的影響，即諧振功放的動(dòng)態(tài)特性，從而闡明各種工作狀態(tài)的特點(diǎn)，為工作狀態(tài)的調(diào)整提供參考。

集電極效率ηc和輸出功率Po是否能最佳實(shí)現(xiàn)最終取決于功放中外部電路參數(shù)Rp和電壓

VBB、Vbm、

VCC。轉(zhuǎn)移特性曲線折線化：用交橫軸于VBZ的一條直線近似表示。VBZ（或記為Vth）為晶體管的門限電壓（截止電壓、起始電壓）。直線斜率為gc，gc為晶體管的跨導(dǎo)（幾十～幾百mA/V）。理想化折線方程為：1）特性曲線的折線化：輸出特性曲線折線化：用直線段來代替晶體管的實(shí)際曲線。臨界線是斜率為gcr的過原點(diǎn)直線，臨界線方程為：

ic＝gcrvCE過壓區(qū)臨界線欠壓區(qū)動(dòng)態(tài)特性曲線解析式推導(dǎo)

由外部電路關(guān)系式

消去cosωt得再由晶體管折線方程

可得出iC～vCE平面上的動(dòng)態(tài)線方程動(dòng)態(tài)特性曲線解析式推導(dǎo)

斜率為

截距為

動(dòng)態(tài)線方程：畫動(dòng)態(tài)線：在vCE軸上取點(diǎn)B使OB＝Vo，從B作斜率為gd的直線，即為負(fù)載線。動(dòng)態(tài)線與靜態(tài)輸出特性曲線的交點(diǎn)即為放大器在輸入信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)。根據(jù)這些點(diǎn)可求出對(duì)應(yīng)不同ωt值時(shí)的iC值，從而繪出相應(yīng)的iC的脈沖波形。

A

點(diǎn)：(其位置決定工作狀態(tài))

當(dāng)：ωt=0°

vC=vCmin=VCC－Vcm

vB=vBmax=－VBB+Vbm

時(shí),取得2個(gè)特殊點(diǎn)：A，QQ點(diǎn)：

靜止點(diǎn)當(dāng)：ωt=90°

vC=VCCvB=－VBB

時(shí),取得三、諧振功放的三種工作狀態(tài)及負(fù)載特性

由

可知，動(dòng)態(tài)線的斜率與負(fù)載電阻Rp相關(guān)（gd與vcm成反比，vcm與Rp成正比），負(fù)載電阻Rp越大，其上產(chǎn)生的交流輸出電壓也越大，動(dòng)態(tài)線的斜率就越小，放大器加上不同負(fù)載時(shí)，動(dòng)態(tài)線與相應(yīng)集電極波形將有所不同。

根據(jù)集電極的電壓的波形可以將諧振功率放大器的工作狀態(tài)分為三種，欠壓（對(duì)應(yīng)放大區(qū)），臨界，過壓（對(duì)應(yīng)飽和區(qū)）。下面以負(fù)載的變化為例加以說明。在其他條件不變(VCC、VBB、vb為一定)，只變化放大器的負(fù)載電阻而引起的放大器輸出電壓、輸出功率、效率、Ic0，Ic1等變化特性稱為負(fù)載特性。圖5.3.6說明動(dòng)態(tài)線與靜態(tài)線

vB=vBmax=-VBB+Vbm的交點(diǎn)A1落在放大區(qū)，此時(shí)vcm較小，稱為欠壓工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)線與靜態(tài)線

vB=vBmax=-VBB+Vbm的交點(diǎn)A2剛好落在臨界線上，稱為臨界工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)線與靜態(tài)線

vB=vBmax=-VBB+Vbm的延長線交于A3點(diǎn)，此時(shí)為過壓工作狀態(tài)。過壓工作狀態(tài)下iC呈現(xiàn)凹頂狀，A4點(diǎn)決定iC的高度，A5點(diǎn)決定下凹處iC的高度。3、由PO=0.5VcmIc1知:交流輸出功率明顯增加①欠壓工作狀態(tài)（恒流區(qū)）A1

點(diǎn)落在臨界線右邊區(qū)域（放大區(qū)）

2、根據(jù)VC=RpIc1，放大器的交流輸出電壓必隨負(fù)載電阻RP的增大而增大。

1、由于三極管輸出特性曲線在放大區(qū)，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，輸出脈沖電流的幅度緩慢減小，其直流分量Ic0和基波分量Ic1基本維持常數(shù)4、根據(jù)P==VccIc0

可知：直流電源提供的功率基本不變（減小緩慢）。5、根據(jù)功率守恒原理，集電極耗散的功率PC=P＝－PO明顯下降，６．ηC=PO／P＝效率顯著提高。1800負(fù)載增大icvcetBA1icQVccicvCEBicQ②臨界工作狀態(tài)（A2點(diǎn)剛好落在臨界線上）1、放大器的交流輸出電壓的幅度Vcm

＝VCC－VCE(sat),∵

VCE(sat)

很小，∴交流輸出電壓的幅度很大。2、輸出脈沖電流的幅度與欠壓時(shí)相比有微量的減小。變化不大。3、根據(jù)Po=0.5VcmIc1

可知：交流輸出功率最大。4.PC=P＝－PO

很小5．ηC=PO／P＝效率很高。③過壓狀態(tài)（恒壓區(qū)）負(fù)載增大icvCEtA21、交流輸出電壓的幅度Vcm=

VCC－VCE(sat),∵VCE(sat)

變化的范圍很小，∴Vcm緩慢增大2、由于飽和深度的加深，三極管集電極輸出電流的幅度明顯減小，且在中心發(fā)生凹陷，負(fù)載越大凹陷越深，經(jīng)過傅立葉級(jí)數(shù)分解后的直流分量Ic0和基波分量Ic1很快減小。3.由

Po=0.5VcmIc1可知:交流輸出功率下降很快4.由

P＝=VCCIC0

可知:直流電源提供的功率減小很快5.輸出功率和電源功率都減小的同時(shí)，輸出的效率(ηC=PO／P＝)仍緩慢增加，但隨著負(fù)載的進(jìn)一步的增加，輸出的效率ηC又逐漸減小。6.集電極耗散的功率PC=P＝－PO

緩慢下降A(chǔ)3點(diǎn)落在臨界線左邊區(qū)域（飽和區(qū)）可見：負(fù)載由小到大的過程中電流ic輸出電壓負(fù)載增加的方向欠壓臨界過壓根據(jù)上述分析，總結(jié)如下：欠壓狀態(tài)的特點(diǎn)是功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電壓隨負(fù)載阻抗變化而變化，因此較少采用。臨界狀態(tài)的特點(diǎn)是輸出功率最大，效率也較高，與最大效率差不多，是最佳工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)的末級(jí)常設(shè)計(jì)成這種狀態(tài)。過壓狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，輸出電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，在弱過壓時(shí)，效率可達(dá)最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機(jī)的中間級(jí)、集電極調(diào)幅級(jí)常采用這種狀態(tài)。結(jié)論：

在設(shè)計(jì)諧振功率放大器時(shí)，要設(shè)計(jì)好選頻回路使其能夠滿足最佳負(fù)載的要求，此時(shí)的輸出功率最大，效率較高。由于輸出電流嚴(yán)重失真，為了輸出不失真的電壓，必須增加諧振回路來進(jìn)行濾波。欠壓、過壓、臨界三種工作狀態(tài)的特點(diǎn)：欠壓：恒流，Vcm變化，Po較小，ηc低，Pc較大；過壓：恒壓，Icm1變化，Po較小，ηc可達(dá)最高；臨界：Po最大，ηc較高；最佳工作狀態(tài)發(fā)射機(jī)末級(jí)中間放大級(jí)5.3.4各級(jí)電壓對(duì)工作狀態(tài)的影響——調(diào)制特性1、集電極調(diào)制特性在其他條件不變(VBB、Vbm、RP為一定)，只變化放大器的集電極的供電電源VCC

而引起的放大器交流輸出電壓、輸出功率、效率、Ic0Ic1等變化特性稱為集電極調(diào)制特性。1、集電極供電電壓由小到大的過程中，工作狀態(tài)則由過壓過渡到臨界，再過渡到欠壓。2、集電極電流由凹陷較深的脈沖到?jīng)]有凹陷的脈沖，在過壓區(qū)增加很快，在欠壓區(qū)增加緩慢vceiCvbemax?QVCC??QVCC?QVCC????iC改變ＶCC對(duì)工作狀態(tài)的影響《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社VCC↑靜止點(diǎn)Q右移，放大器工作狀態(tài)→欠壓區(qū)VCC

↓

靜止點(diǎn)Q左移，放大器工作狀態(tài)→過壓區(qū)靜止點(diǎn)Q：當(dāng)：ωt=0°vC=VCCvB=－VBB

時(shí),取得VCC對(duì)工作狀態(tài)的影響VCC↑靜止點(diǎn)Q右移，放大器工作狀態(tài)→欠壓區(qū)VCC

↓

靜止點(diǎn)Q左移，放大器工作狀態(tài)→過壓區(qū)線性凹→不凹恒壓集電極調(diào)制特性3、集電極回路的輸出電壓，在過壓區(qū)增加較快，在欠壓區(qū)增加緩慢。4、由集電極電流和電壓的關(guān)系可以得：輸出功率在過壓區(qū)增加較快，在欠壓區(qū)增加緩慢。過壓臨界欠壓集電極調(diào)制根據(jù)集電極的所加的電壓性質(zhì)可知，如果控制集電極的電壓在過壓區(qū)，可以使集電極的電流發(fā)生較大的變化（線性）。即在負(fù)載上輸出的電壓的幅度有較大的變化，故可以用它來實(shí)現(xiàn)集電極調(diào)幅。1、載波信號(hào)通過高頻變壓器加入三極管的基極。2、調(diào)制信號(hào)通過低頻變壓器加入三極管的集電極使集電極的供電電源隨著調(diào)制信號(hào)的變化而變化。3、集電極回路諧振在載波頻率上。4、合理選擇集電極的直流電源，使沒有輸入信號(hào)時(shí)，電路處于過壓區(qū)線性部分的中心過壓臨界欠壓集電極調(diào)制波形分析2、基極調(diào)制特性在其他條件不變(VCC、RP為一定)，只變化放大器的基極的供電電源VBB或基極激勵(lì)電壓Vbm而引起的放大器輸出電壓、輸出功率、效率、Ic0Ic1等變化特性稱為基極調(diào)制特性。改變Ｖbm對(duì)工作狀態(tài)的影響vceiCvbemax1vbemax2?QVCCvbemax4????iCvbemax3??《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社Vbm

↓

靜態(tài)特性曲線vBmax下移,則A點(diǎn)下移,工作狀態(tài):過壓→欠壓區(qū)由:vB=vBmax=－VBB+Vbm可見：Vbm變化使得VB變化Vbm↑靜態(tài)特性曲線vBmax上移,則A點(diǎn)上移,工作狀體:欠壓→過壓改變ＶBB對(duì)工作狀態(tài)的影響vbe?VBBvbemax1vBEiC?VBBvbemax2?VBBvbemax3vceiCvbemax1vbemax2?QVCCvbemax3????iCVBB絕對(duì)值的增加等效于減少Vbm，兩者都會(huì)使vbemax產(chǎn)生相同的變化End《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社vB=vBmax=－VBB+VbmVbm對(duì)工作狀態(tài)的影響Vbm↑靜態(tài)特性曲線vBmax上移，放大器工作狀態(tài)→過壓區(qū)Vbm

↓

靜態(tài)特性曲線vBmax下移，放大器工作狀態(tài)→欠壓區(qū)2、基極調(diào)制特性1、基極供電電壓由小到大的過程中，工作狀態(tài)由欠壓過渡到臨界，再過渡到過壓壓。2、集電極電流由沒有凹陷的幅度較小的脈沖到?jīng)]有凹陷的幅度較大的寬度增加的脈沖，在過壓區(qū)電流的幅度不再增加，但是寬度增加，凹陷加深。3、集電極的回路電壓，由幅度較小的信號(hào)，逐漸增加，在欠壓區(qū)增加較快，在過壓區(qū)增加緩慢?；鶚O調(diào)制特性欠壓臨界過壓基極調(diào)制根據(jù)基極的電壓性質(zhì)可知，如果控制基極極的電壓在欠壓區(qū)，可以使集電極的電流發(fā)生較大的變化。即在負(fù)載上輸出的電壓的幅度有較大的變化，故可以用它來實(shí)現(xiàn)基極調(diào)幅。1、載波信號(hào)通過高頻變壓器加入三極管的基極。2、調(diào)制信號(hào)通過低頻變壓器加入三極管的基極使基極的供電電源隨著調(diào)制信號(hào)的變化而變化。3、集電極回路諧振在載波頻率上。4、合理選擇基極的直流電源，使沒有輸入信號(hào)時(shí)，電路處于欠壓區(qū)線性部分的中心放大器工作狀態(tài)的調(diào)整調(diào)整欠壓、臨界、過壓三種工作狀態(tài)，大致有以下幾種方法：改變集電極負(fù)載Rp；改變供電電壓VCC；改變偏壓VBB；改變激勵(lì)Vb。(1)改變Rp，但Vb、VCC、VBB不變當(dāng)負(fù)載電阻Rp由小至大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。在臨界狀態(tài)時(shí)輸出功率最大。(2)改變VCC，但Rp、Vb、VBB不變當(dāng)集電極供電電壓VCC由小至大變化時(shí)，放大器的工作狀態(tài)由過壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入欠壓。(3)VCC、Vbm、Rp不變，VBB變化。當(dāng)VBB自負(fù)值向正值增大時(shí)，管子的導(dǎo)通時(shí)間加長，使集電極電流脈沖的高度和寬度增大，放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過壓狀態(tài)。A

點(diǎn)：(其位置決定工作狀態(tài))

當(dāng)：ωt=0°

vC=vCmin=VCC－Vcm

vB=vBmax=－VBB+Vbm

時(shí),取得2個(gè)特殊點(diǎn)：A，QQ點(diǎn)：

靜止點(diǎn)當(dāng)：ωt=90°

vC=VCCvB=－VBB

時(shí),取得6.3.5工作狀態(tài)的計(jì)算(估算)舉例例5.3.1有一個(gè)用硅NPN外延平面型高頻功率管3DA1做成的諧振功率放大器，設(shè)已知ＶCC＝24Ｖ，Ｐｏ＝２Ｗ，工作頻率＝１MHz。試求它的能量關(guān)系(即求ICM1,PC,P=,ηC,Pb)。由晶體管手冊(cè)已知其有關(guān)參數(shù)為fＴ≥70MHz，Ap（功率增益）≥13dB，ＩCmax＝750ｍＡ,ＶCE(sat)(集電極飽和壓降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。解：１）由前面的討論已知，工作狀態(tài)最好選用臨界狀態(tài)。作為工程近似估算，可以認(rèn)為此時(shí)集射極最小瞬時(shí)電壓

2）也可用PO=0.5ICM1VCM,求解ICM1解：

3）選

c=70o，

4）未超過電流安全工作范圍。

5）

6）

7）檢驗(yàn)：

8）

9）End《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.3.5工作狀態(tài)的計(jì)算(估算)舉例查P235表功率放大器的工作頻率1、低頻區(qū)：低頻區(qū)工作時(shí)，不考慮等效電路中的電抗分量與載流子的渡越時(shí)間，分析方法同低頻電子線路的分析方法一致，方法成熟。2、中頻區(qū)：必須考慮晶體管的結(jié)電容的影響，分析的方法復(fù)雜。3、高頻區(qū)：除了考慮結(jié)電容的影響外，還必須考慮引線電感的影響分析和計(jì)算相當(dāng)困難，本書進(jìn)行定性的說明。6.4晶體管功率放大器的高頻特性6.4晶體管功率放大器的高頻特性（一）、什么是諧振功放的高頻特性?當(dāng)輸入信號(hào)的頻率大于0.5倍的共射極截止頻率fβ時(shí)，通常會(huì)引起諧振功率放大器的輸出功率下降、效率降低、功率增益下降、以及輸入和輸出變?yōu)閺?fù)數(shù)阻抗等現(xiàn)象，叫做諧振功率放大器的高頻特性。（二）、引起諧振功率放大器高頻效應(yīng)的原因？平均渡越時(shí)間:少數(shù)載流子在基區(qū)的擴(kuò)散而到達(dá)集電極的所需要的平均時(shí)間。主要表現(xiàn)為四個(gè)方面（本書只講兩個(gè)）：1、少數(shù)載流子的渡越時(shí)間的影響NNPEBC6.4晶體管功率放大器的高頻特性產(chǎn)生原因：輸入信號(hào)頻率較高時(shí)，信號(hào)的周期可以與少數(shù)載流子的平均渡越時(shí)間相比擬。（信號(hào)頻率較低時(shí)：越渡時(shí)間比信號(hào)周期小很多）1、少數(shù)載流子的渡越時(shí)間的影響6.4晶體管功率放大器的高頻特性6.4晶體管功率放大器的高頻特性6.4晶體管功率放大器的高頻特性圖5.4.1在低頻和高頻工作時(shí)的發(fā)射極電流脈沖波形《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社1、當(dāng)基射極的電壓由正向轉(zhuǎn)為反偏時(shí)，基區(qū)中的少數(shù)載流子（NPN為電子）還沒有完全到達(dá)集電極，發(fā)生越渡效應(yīng):①

靠近發(fā)射結(jié)的少數(shù)載流子（電子）在反向電壓的作用下，返回發(fā)射極，即基極→射極，造成了發(fā)射極電流反向流通。②基區(qū)中的靠近集電結(jié)的少數(shù)載流子將繼續(xù)向集電極擴(kuò)散圖6.4.2晶體管在高頻大信號(hào)工作時(shí)各極電流脈沖波形的關(guān)系6.4晶體管功率放大器的高頻特性2.

由于渡越效應(yīng)，集電極電流的最大值將滯后于發(fā)射極電流的最大值，且最大值比低頻時(shí)小，并形成集電極的電流脈沖展寬。3.基極電流iB是發(fā)射極電流和集電極電流的差，有明顯的負(fù)值成份，而且最大值也比外加的電壓的最大值提前。二發(fā)射極引線電感的影響在高頻時(shí)，各電極引線電感的影響不可忽略。在共發(fā)射極電路中，尤其以發(fā)射極引線電感的影響最為嚴(yán)重。高頻時(shí)感抗較大，電感上的壓降較大，相當(dāng)于射極引入一個(gè)負(fù)反饋，使Vb’e下降，導(dǎo)致ICM下降，從而使Po下降，即功放管增益下降。例如：500MHz，10－3ｕH，流通300mA，VLe達(dá)到1VVb’e6.5高頻功率放大器的電路組成6.5.1饋電線路6.5.2輸出、輸入與級(jí)間耦合回路《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社以上的高頻功率放大器的電路僅僅是其原理圖。欲使高頻功率放大器正常工作于丙類某一最佳狀態(tài)，與小信號(hào)諧振放大器同樣，必須有正確的直流通路和交流通路。除此之外，還要盡量減少功率傳輸中的損耗。這就涉及其饋電線路的實(shí)現(xiàn)問題。１．管外（功放管外部）電路對(duì)直流接近無電阻(無壓降)VCC經(jīng)管外電路輸入，除晶體管內(nèi)阻外，無其它損耗。２．Icm1通道：管外（功放管外部）電路除諧振回路外無電阻(無壓降)，Icm1流過諧振回路，產(chǎn)生高頻輸出功率。３．Icmn通道：管外（功放管外部）電路對(duì)電流高次諧波無電阻，Icmn流過回路不產(chǎn)生壓降，不產(chǎn)生高頻輸出。各極饋電電路遵循的３條基本原則饋電電路形式饋電電路分串饋和并饋兩種。串饋是指直流電源，晶體管和負(fù)載回路三部分串聯(lián)。并饋是指直流電源，晶體管和負(fù)載回路三部分并聯(lián)。但無論哪種電路形式,直流電壓與交流電壓總是串聯(lián)的注：以上兩種電路均滿足即，兩個(gè)電路分析和計(jì)算都是相同的。圖6.5.2集電極電路的兩種饋電形式《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.5.1饋電線路一、集電極電路串聯(lián)饋電

(a)集電極直流饋電電路L’—高頻扼流圈，與C’

構(gòu)成電源濾波電路。

L’對(duì)直流短路,對(duì)交流開路，在信號(hào)頻率上L’

的感抗很大，接近開路；L’可避免高頻電流通過直流電源產(chǎn)生高頻損耗，及引起級(jí)間反饋，造成工作不穩(wěn)定。C’

的容抗很小，是高頻旁路電容。串饋滿足饋電構(gòu)成法則

①

對(duì)Ic0：諧振回路對(duì)直流短路，VCC給集電極供電；②對(duì)Ic1：諧振回路上LC諧振，呈現(xiàn)大的電阻；③對(duì)Icn

：

諧振回路上LC處于失諧狀態(tài)，對(duì)高次諧波呈短路。

(a)二、集電極電路并聯(lián)饋電

L’

—高頻扼流圈；C”—隔直電容；C’

—電源濾波電容。L’對(duì)直流短路,對(duì)交流開路在信號(hào)頻率上，感抗很大，接近開路C’、C”

的電容值很小，對(duì)交流接近短路。雖然電源與濾波匹配網(wǎng)絡(luò)在形式上是并聯(lián)的，也滿足：

VCE=VCC

－Ｖcmc與串饋電路相同。1.滿足構(gòu)成法則

①對(duì)Ic0C”起到隔直流作用，Ic0不經(jīng)過諧振回路，VCC給集電極供電(管外無電阻)。②對(duì)Ic1

諧振回路上LC諧振，呈現(xiàn)大的電阻；③對(duì)Icn

諧振回路上LC處于失諧狀態(tài)，對(duì)高次諧波呈短路圖5.5.3基極饋電的兩種形式圖6.5.3幾種常用的產(chǎn)生基極偏壓的方法《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社前面的圖電路用電池產(chǎn)生基極負(fù)偏置，使用不方便，因此通常采用自給偏壓方式供電。自給偏置電路(1)自給偏壓IB0

的產(chǎn)生

交流輸入信號(hào)經(jīng)隔直電容進(jìn)入基極，只要其振幅超過晶體管導(dǎo)通電壓，晶體管就導(dǎo)通，

產(chǎn)生尖頂余弦脈沖狀電流iE

。

尖頂余弦脈沖電流中的直流分量從發(fā)射極經(jīng)電阻Rb流向基極，由于在Rb上產(chǎn)生了壓降，所以基極電位變負(fù)，低于發(fā)射極的零電位，從而產(chǎn)生了基極負(fù)偏置。由于在rbb’上產(chǎn)生了壓降，所以基極電位變負(fù)，低于發(fā)射極的零電位，從而產(chǎn)生了基極負(fù)偏置。發(fā)射極電流中的直流分量經(jīng)扼流圈L’和基極擴(kuò)散電阻rbb流入基極。∵rbb’很小，∴VBB

也很小，且不夠穩(wěn)定。一般用于接近乙類的功放發(fā)射極電流中的直流分量IE0在RE上產(chǎn)生壓降，使基極獲得零電位，低于發(fā)射極大于零的電位，形成基極負(fù)偏壓VBB。此外，這種自給偏壓，產(chǎn)生負(fù)反饋可以起到穩(wěn)定輸出電壓幅度的作用。5.5.2輸出、輸入與級(jí)間耦合回路諧振功放的輸入端和輸出端通常都要加上匹配網(wǎng)絡(luò)，其作用是：①使諧振功放的輸入端能夠從信號(hào)源或前級(jí)放大電路獲得較大的輸入功率。②

使諧振功放的輸出端能夠向其負(fù)載輸出最大功率或滿足后級(jí)功放要求。高頻電路的輸出匹配概念是：在給定電路條件下，改變負(fù)載回路的可調(diào)元件，使電子器件送出額定功率PO到負(fù)載，這就叫達(dá)到了匹配狀態(tài)。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)就是將負(fù)載阻抗ZL轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗Rp（計(jì)算出的），使管子送出的功率P0能盡可能多的饋至負(fù)載。這就叫做達(dá)到了匹配狀態(tài)，或簡稱匹配。1.輸出匹配網(wǎng)絡(luò)若輸入為直流，可以計(jì)算出：匹配時(shí)負(fù)載上獲得的功率是不匹配時(shí)的3倍。1.輸出匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能有：

①使負(fù)載阻抗與放大器所需要的最佳阻抗相匹配，以保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大，即它起著匹配網(wǎng)絡(luò)的作用。

②抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率，即它應(yīng)有良好的濾波作用。

③有效地傳送功率到負(fù)載，但同時(shí)又應(yīng)盡可能地使這幾個(gè)電子器件彼此隔離，互不影響（詳見5.9節(jié)功率合成）?！陡哳l電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社1.輸出匹配網(wǎng)絡(luò)最常見的輸出回路是復(fù)合輸出回路，如圖所示。介于電子器件與天線回路之間的L1C1回路就叫做中介回路，功放經(jīng)它傳輸功率到負(fù)載，；RACA分別代表天線的輻射電阻與等效電容；Ln、cn為天線回路的調(diào)諧元件，它們的作用是使天線回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，以獲得最大的天線回路電流iA，亦即使天線輻射功率達(dá)到最大。復(fù)合輸出回路(為了簡化電路，省略了直流電源及輔助元件L

、C

、C

等)這種電路是將天線(負(fù)載)回路通過互感耦合形式（或其它形式）與集電極調(diào)諧回路匹配。LnC1CARACnL1r1L2這種電路要求：在給定電路條件下，改變負(fù)載回路的可調(diào)元件，使電子器件送出額定功率PO到負(fù)載，這就叫達(dá)到了匹配狀態(tài)。雖然阻抗變換網(wǎng)絡(luò)類型很多，但是，從晶體管集電極向右方看去，都應(yīng)等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路，如下圖由耦合電路的理論可知，當(dāng)天線回路調(diào)諧到串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)，它反射到L1C1中介回路的等效反射電阻為因而等效中介回路的有載諧振電阻為C1L1r￠r1ikr1為諧振回路本身的損耗電阻RP為諧振回路空載時(shí)諧振電阻LnC1CARACnL1r1L2《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社為使器件輸出的絕大部分功率送到負(fù)載RA上，就希望反射電阻ｒ’

遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于回路損耗電阻ｒ1∵反射組電阻大，則初級(jí)耦合到次級(jí)的功率大。

為衡量回路傳輸能力，定義了中介回路傳輸效率ηK1.輸出匹配網(wǎng)絡(luò)

可見：傳輸效率ηK提高，應(yīng)增大Q0，減小QL，

但QL太小會(huì)使選擇性變差,通常QL>10品質(zhì)因數(shù)定義得：得：次級(jí)天線回路處于諧振狀態(tài)耦合到初級(jí)的電阻為：r’反映天線獲得的功率,多大合適？又由ηK

表達(dá)式得：得：其它形式輸出匹配網(wǎng)絡(luò)(π型)R2為實(shí)際負(fù)載端阻抗R1代表由R2(負(fù)載端)折和到功放端的等效電阻,R1應(yīng)等于功放端所要求的負(fù)載阻抗功放端負(fù)載端這樣負(fù)載端就可以通過損耗很小的LC匹配網(wǎng)絡(luò)從前級(jí)獲得較大的功率。為了使前級(jí)功放輸出盡可能大的功率到負(fù)載，負(fù)載端可經(jīng)過匹配網(wǎng)絡(luò)將實(shí)際阻抗R2折合成前級(jí)要求的負(fù)載阻抗R1。π形

匹配網(wǎng)絡(luò)中各參數(shù)計(jì)算公式的推導(dǎo)應(yīng)該滿足：阻抗匹配和回路諧振兩個(gè)條件，各參數(shù)計(jì)算如下2.輸入匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)前面所討論的輸出回路是用于多級(jí)功放的末級(jí)，除末級(jí)和主振級(jí)的其它各級(jí)都稱為中間級(jí)。中間級(jí)用作緩沖，倍頻，它們的集電極回路饋給下一級(jí)激勵(lì)功率，這些回路叫做級(jí)間耦合回路，對(duì)于下一級(jí)而言，這些回路就是輸入匹配網(wǎng)絡(luò)。末級(jí)和中間級(jí)負(fù)載狀態(tài)不同，決定了它們的工作狀態(tài)也不同。末級(jí)的負(fù)載通常是天線，天線阻抗，正常情況基本保持不變。因此末級(jí)工作于臨界狀態(tài)，輸出最大的交流功率，效率也很高。2.輸入匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)如果中間級(jí)工作在欠壓狀態(tài)，它們的輸出電壓就會(huì)隨負(fù)載而變化。但對(duì)于中間級(jí)而言，最主要就是保證它的電壓輸出穩(wěn)定，以供給下級(jí)功放穩(wěn)定的激勵(lì)電壓，而效率則降為次要問題。所以采取下面的措施：級(jí)間耦合回路是中間級(jí)的集電極回路，它的負(fù)載是下一級(jí)的基極輸入阻抗，該阻抗值隨激勵(lì)電壓和工作狀態(tài)而變化所以對(duì)于級(jí)間耦合回路或中間級(jí)來說，它們負(fù)載是變化的。1)使中間級(jí)放大器工作于過壓狀態(tài)，使它近似為一個(gè)恒壓源，這樣輸出電壓基本不隨負(fù)載變化，可保持恒定。2)降低級(jí)間耦合回路的效率?；芈沸式档秃?，其本身的損耗加大。這樣下級(jí)輸入阻抗的變化相對(duì)于回路本身的損耗而言就不顯得重要了。中間級(jí)耦合回路的效率一般為

k=0.1～0.5，平均在0.3上下。也就是說，中間級(jí)的輸出功率應(yīng)為后一級(jí)所需激勵(lì)功率的3～10倍。

級(jí)間耦合回路（中間級(jí)回路）晶體管的基極輸入阻抗很低，而且功率越大的管子，輸入阻抗越低，只有十分之幾歐姆到幾十歐姆。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的作用就是使晶體管的基極低輸入阻抗與比該阻抗高很多的信號(hào)源阻抗相匹配，從而可從信號(hào)源獲得較大的輸入功率。大多數(shù)晶體管輸入阻抗可等效為電阻rbb’和電容Ci的串聯(lián)。輸入匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)抵消Ci的作用，使輸入阻抗對(duì)信號(hào)源呈現(xiàn)純電阻性，然后可采用T，π，L網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電阻的匹配。

輸入匹配網(wǎng)絡(luò)幾種常見的LC匹配

(a)L型;(b)T型;(c)π型信號(hào)源要求下一級(jí)有較大輸入電阻R1，只有這樣下一級(jí)才能從信號(hào)源獲取較大的輸入功率。但處在下一級(jí)是很小的基極輸入電阻R2。采用T型匹配網(wǎng)絡(luò)將基極的低輸入電阻R2折合成信號(hào)源要求的較大的輸入電阻R1。圖6.5.11輸入匹配網(wǎng)絡(luò)舉例2.輸入匹配網(wǎng)絡(luò)與級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò)End《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社兩級(jí)諧振功率放大器實(shí)際電路兩級(jí)輸入饋電(基極饋電)方式均為自給零偏壓(利用rbb’)兩級(jí)輸出饋電(集電極饋電)均為并饋。信號(hào)源與第一級(jí)的輸入網(wǎng)絡(luò)，和第一級(jí)與第二級(jí)的級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)均為T型選頻匹配網(wǎng)絡(luò)第二級(jí)放大器與負(fù)載之間采用L型選頻匹配網(wǎng)絡(luò)6.6丁類(D類)功率放大器高頻功率放大器的主要問題是如何盡可能地提高它的輸出功率與效率。甲、乙、丙類放大器就是沿著不斷減小電流通角θc的途徑，來不斷提高放大器效率的。

θc的減小是有一定限度的。因?yàn)棣萩太小時(shí)，效率雖然很高，但因Icm1下降太多，輸出功率反而下降。要想維持Icm1不變，就必須加大激勵(lì)電壓，這又可能因激勵(lì)電壓過大，而引起管子的擊穿。丁類、戊類等放大器就是采用固定θc為90°，但盡量降低管子的耗散功率的辦法，來提高功率放大器的效率的。《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社 丁類放大器的晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)：導(dǎo)通時(shí)，管子進(jìn)入飽和區(qū)，器件VCE很小，內(nèi)阻接近于零；截止時(shí)，電流為零，器件內(nèi)阻接近于無窮大。 這樣，就使集電極功耗大為減小，效率大大提高。在理想情況下，丁類放大器的效率可達(dá)100%。 晶體管丁類放大器都是由兩個(gè)晶體管組成的，它們輪流導(dǎo)電，來完成功率放大任務(wù)。控制晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)的激勵(lì)電壓波形可以是正弦波，也可以是方波。 晶體管丁類放大器有兩種類型的電路：一種是電流開關(guān)型，另一種是電壓開關(guān)型?！陡哳l電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.6丁類(D類)功率放大器圖6.6.1晶體管丁類放大器原理圖《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.6丁類(D類)功率放大器1、T1T2兩管推挽工作。輸入信號(hào)的正半周時(shí)T1飽和導(dǎo)通，T2截止，T1為諧振回路提供正向電流。輸入信號(hào)的負(fù)半周時(shí)T2飽和導(dǎo)通，T1截止，T2為諧振回路提供負(fù)向電流。3、并聯(lián)回路諧振在ω上，Q足夠大，則電流i為ω的余弦波。4、上下兩管均為半個(gè)周期導(dǎo)通，雖電流很大，但管壓降很小。則集電極耗散功率Pc很小，∴ηC就很大。T1T22、兩管輪流導(dǎo)通，電源通過扼流圈L’提供一個(gè)恒定的電流，每管的電流波形是矩形脈沖。圖6.6.2電流開關(guān)型放大器的諧振回路中心點(diǎn)的電壓波形《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.6丁類(D類)功率放大器在開關(guān)轉(zhuǎn)換的瞬間，回路電壓等于0，中間抽頭點(diǎn)的電壓等于晶體管的飽和壓降；當(dāng)晶體管導(dǎo)通時(shí)，集電極電流的基波分量最大，變壓器中點(diǎn)A的電壓等于最大值。在這個(gè)中心點(diǎn)的電壓的平均值等于電源電壓。集電極回路電壓的交流峰值為：vA其均方根值為：集電極方波基頻電流分量的振幅為：繼而可以求出輸出功率和效率集電極效率ηC為；可見晶體管飽和壓降VCE(sat)越小，ηc

越高。當(dāng)：VCE(sat)

→0，則

ηc→100%，缺點(diǎn)：頻率過高時(shí)，由于分布電容和結(jié)電容影響，晶體管工作狀態(tài)（導(dǎo)通和截止）轉(zhuǎn)變需經(jīng)歷一段過渡時(shí)間不可忽視，致使管子動(dòng)態(tài)管耗增大，從而限制丁類放大器上限頻率，也限制了ηC的提高。兩管與電壓源串聯(lián)。上面的晶體管導(dǎo)通時(shí)，下面的晶體管截止。A點(diǎn)電壓接近VCC

下面的晶體管導(dǎo)通時(shí)，上面的晶體管截止。A點(diǎn)電壓接近零，可見A點(diǎn)波形為矩形波。LC串聯(lián)諧振在上下晶體管開關(guān)頻率上，輸出為余弦電流波。圖6.6.3電壓開關(guān)型電路的輸出等效電路《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.6丁類(D類)功率放大器

優(yōu)點(diǎn)：諧波輸出較??；效率高。

缺點(diǎn)： 頻率上限受到限制?！陡哳l電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社6.6丁類(D類)功率放大器電壓開關(guān)型的集電極耗散功率為：可見晶體管飽和壓降越小，內(nèi)阻RS

也越小，則ηc

越高，PC越小。當(dāng)：Rs

→0，則

ηc→100%，PC→06.8寬帶高頻功率放大器現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)之一是在寬波段工作范圍內(nèi)能采用自動(dòng)調(diào)諧技術(shù)，以便于迅速轉(zhuǎn)換工作頻率。為了滿足上述要求，可以在發(fā)射機(jī)的中間各級(jí)采用寬帶高頻功率放大器，它不需要調(diào)諧回路，就能在很寬的波段范圍內(nèi)（幾百赫茲～上千兆赫茲）獲得線性放大。 最常見的寬帶高頻功率放大器是利用寬帶變壓器做耦合電路的放大器。寬帶變壓器有兩種形式：一種是利用普通變壓器的原