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高频功率放大器的工作特性
2016-10-26 12:11:48 |人围观 |
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高频功率放大器可以完成功率放大以及基极、集电极调幅功能,在本小节的学习中,注意掌握放大器随负载、集电极电源、基极电源之间的定性的关系以及相关的功率效率的计算。
一、负载特性
在谐振功率放大器中,根据晶体管工作是否进入饱和区,将其分为欠压、临界和过压工作状态。
当谐振功率放大器中直流电压
、
及输入电压振幅
维持不变时,谐振功率放大器的电流、电压、功率和效率等随谐振回路谐振电阻Re变化的特性,称为谐振功率放大器的负载特性。
图1(a)是晶体管集电极输出电流;1(b)图是折线化的晶体管输出转移特性曲线,直线OA是临界饱和线;1(c)是输入电压;1(d)是集电极输出电压。
图1晶体管的负载特性的输入、输出信号波形
在图3-9(b)图中,当负载电阻
较小时,其工作在欠压区,此时当谐振回路谐振电阻Re由小增大时,谐振功率放大器的工作状态将由欠压通过临界进入过压,因此谐振功率放大器的负载特性如图2所示。
2 负载特性
(a) 电流、电压变化曲线 (b)功率、效率变化曲线
由图2对放大器的三种工作状态进行比较与说明:
临界状态:
输出功率Po为最大,效率ηC较高,也称为最佳工作状态,通常将相应的Re值称为最佳负载电阻,或称为匹配负载。
过压状态:
具有较高的效率,且有恒压特性,因此它适用于作中间级,这时它能向后级提供比较稳定的激励电压。由于深度过压,输出波形失真比较严重,一般可工作在弱过压状态。
欠压状态:
输出波形失真小并有恒流特性,但效率低,管耗大,若Re过小,晶体管有可能因管耗过大而损坏,所以一般不采用欠压工作状态。
二、集电极调制特性
谐振功率的集电极调制特性如图3所示。
图3 集电极调制特性的输入、输出信号波形
当
、
、
等不变,
由小逐渐增大时,谐振功率放大器工作状态将有过压→临界→欠压变化,相应的
、
、
随
变化特性如图4所示,利用这一特性,可实现集电极调幅作用,故将图4所示特性称为集电极调制特性。
图4 集电极调制特性
三、基极调制特性
图5 基极调制特性的输入、输出信号波形
、
、
等不变,
由负值到正值增大时,谐振功率放大器工作状态由欠压→临界→过压状态变化,如图3-13所示。相应的的
、
、
随
的变化特性如图6所示。利用这一特性,可实现基极调幅作用,所以把图6所示特性称为基极调制特性。
图6基极调制特性
四、放大特性
当
、
、
不变,
由小到大变化时,谐振功率放大器的工作状态由欠压→临界→过压状态变化,相应的
、
、
的变化特性如图7所示,称为放大特性,也成为振幅特性。
图7
放大特性
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