高频电子线路习题答案3.pdf

第三章第三章 习题与解答习题与解答 3 3 1 1 某谐振功率放大器 已知24V cc V 输出功率5W o P 晶体管集电极电流中 的直流分量 0 250mA c I 输出电压22 5V cm U 试求 直流电源输入功率 P 集电极 效率 c 谐振回路谐振电阻 P R 基波电流 1c m I 半通角 c 题意分析 此题没有指明是临界状态 实际上是用尖顶脉冲的分解系数 0 c 1 c 来进行计算 也就是说计算的不是欠压就是临界状态 过压状态为凹顶脉冲 不能用尖顶脉 冲分解系数 只能定性分析 解 1 直流电源输入功率 0 24 0 256 W cc c PV I 2 集电极效率 5 683 3 co PP 3 谐振回路谐振电阻 P R 由 2 1 2 cm o P U P R 可得 22 22 5 50 63 22 5 cm P o U R P 4 基波电流 1c m I 由 1 1 2 ocm c m PUI 可得 1 2 0 2 5 22 5 0 444 444 5 半通角 c 由 1 1 2 cc g 可得g1 2 2 0 833 22 5 24 1 257 查表 60 3 3 9 9 某高频功率放大器 晶体管的理想化输出特性如图 3 25 所示 已知12V cc V 0 4V bb V 输入电压0 4cos V b ut 输出电压10cos V c ut 试求 1 作动态特性 画出 c i与 ce u的波形 并说明放大器工作于什么状态 2 计算直流电源 cc V提供直流输入功率P 高频输出功率 o P 集电极损耗功率 c P 集 电极效率 c 题意分析 此题是要掌握动态特性的作法以及判断工作状态 而功率 效率计算只是通 过图找出 CM I并计算出 c 就可以解出各量 解 1 根据已知条件12V cc V 0 4V bb V 0 4V bm U 10V cm U 而 c g和 bZ U可 由输出特性求出 可得 0 50V bZ U 600mA 2000 ms 0 8 0 5 V c c be i g u 采用虚拟电流法可得 12VVcc 2000 0 5 0 4 200 mA QcbZbb Ig UV 由 决定 Q 点的坐标 见图 3 25 max 0 40 40 8 V bebbbm uVU min 12 102 V cecccm uVU 由 决定 A 点的坐标 连 AQ 交于 B 点 图 3 25 晶体管输出特性 max 12 1022 V cecccm uVU 由 与0 c i 决定 C 点坐标 则ABBC 折线为动态特性 由于 A 点在 maxbe u与饱和临界线的交点上 放大器工作于临界状态 集电极电流 c i和 ce u 的波形如图 3 25 所示 2 根据动态特性可知 集电极电流脉冲的幅值600mA CM I 而 0 50 4 cos0 25 0 4 bZbb c bm UV U 可得75 5 c 查表 0 0 271 c 1 0 457 c 则 直流电源 cc V提供输入功率 P 00 12 600 0 271 1951 2mW cc ccc CMc PV IV I 高频输出功率 o P 11 11 0 5 10 600 0 4571371mW 22 ocm c mcm CMc PU IU I 集电极损耗功率 c P 1951 2 1371580 2mW co PPP 集电极效率 c 1371 70 3 1951 2 o c P P 3 3 2 2 有一谐振功率放大器 已知晶体管的2000ms c g 0 5V bZ U 12V cc V 谐 振回路谐振电阻 P R 130 集电极效率74 6 c 输出功率500mW o P 且工作于 欠压状态 试求 1 cm U c 1c m I 0c I CM I 2 为了提高效率 c 在保持 cc V P R o P不变的条件下 将通角 c 减小到 60 计算 对应于60 c 的 1c m I 0c I CM I c 3 采用什么样的措施才能达到将 c 变为 60 的目的 题意分析 此题的目的是分析计算高频功率放大器的参数变化时 各项指标应该怎样变 化 解 1 由 2 1 2 cm o P U P R 可得22 0 5 13011 4 V cmoP UPR 由 1 1 2 cm cc cc U g V 可得 1 22 0 746 12 1 57 11 4 c ccc cm gV U 查表 90 c 0 90 0 319 1 90 0 500 1 11 4 13087 69 mA c mcmP IUR 11 90 87 69 0 500175 38 mA CMc m II 00 90 175 38 0 31955 95 mA cCM II 2 若 cc V P R o P不变 60 c 由于 o P P R不变 则 cm U不变 1c m I不变 则 1 1111 4 60 60 1 8085 5 2212 ccmcc UVg 1 87 69mA c m I 11 60 87 69 0 391224 27 mA CMc m II 00 60 224 27 0 21848 89 mA cCM II 3 在保持 cc V P R o P不变的条件下 要将90 c 改为60 c 它应满足的条件 是 1c m I不变 90 175 38 mA CM I 60 224 27 mA CM I 由于 90 1 cos90 CMcbm Ig U 所以 90 175 38 90 0 08769 V 87 69 V 2000 CM bm c I Um g 90 0 5 V bbbZ VU 由于 60 60 1 cos60 CMcbm Ig U 所以 60 224 27 60 0 24427 V 244 27 mV 1 cos60 1000 CM bm c I U g 由 60 0 5 60 cos600 5 60 0 24427 bZbbbb bm UVV U 可得 60 0 112135 V 112 135 mV bb V 因此 若要保持 cc V P R o P不变将 c 由 90 变为 60 则 bm U由 87 89 mV 变为 244 27 mV 而 bb V由 500 mV 变为 112 135 mV 3 3 某谐振高频功率放大器 已知晶体管饱和临界线斜率0 9s cr g 0 6V bZ U 电 源电压18V cc V 0 5V bb V 输入电压振幅2 5V bm U 集电极电流脉冲幅值 1 8A CM I 且放大器工作于临界状态 试求 1 直流电源 cc V提供的输入功率P 2 高频输出功率 o P 3 集电极损耗功率 c P 4 集电极效率 c 5 输出回路的谐振电阻 P R 题意分析 此题是利用在临界工作状态已知 CM I cr g cc V求出 cm U 然后根据 cos cbZbbbm UVU 计算出 c 查表得 0c 1c 则可解出各项值 解 由于工作于临界状态 则 CMcrcccm IgVU 可得 1 8 1816 V 0 9 CM cmcc cr I UV g 由 0 6 0 5 cos0 44 2 5 bZbb c bm UV U 得63 9 c 查表 01 63 9 0 232 63 9 0 410 则 00 1 8 0 2320 4176 A 417 6 mA cCMc II 11 1 8 0 4100 738 A 738 mA c mCMc II 1 直流电源 cc V提供输入功率 0 18 417 67516 8 mW cc c PV I 2 高频输出功率 1 1 0 5 16 7385904 mW 2 ocm c m PU I 3 集电极损耗功率 7516 8 59041612 8 mW co PPP 4 集电极效率 5904 78 5 7516 8 o c P P 5 输出回路的谐振电阻 1 16 21 68 0 738 CM P c m U R I 3 4 某谐振高频功率放大器 已知晶体管饱和临界线斜率0 9s cr g 0 6V bZ U 电 源电压18V cc V 0 5V bb V 输入电压振幅2 5V bm U 集电极电流脉冲幅值 1 8A CM I 且放大器工作于临界状态 试求 1 直流电源 cc V提供的输入功率P 2 高频输出功率 o P 3 集电极损耗功率 c P 4 集电极效率 c 5 输出回路的谐振电阻 P R 题意分析 此题是利用在临界工作状态已知 CM I cr g cc V求出 cm U 然后根据 cos cbZbbbm UVU 计算出 c 查表得 0c 1c 则可解出各项值 解 由于工作于临界状态 则 CMcrcccm IgVU 可得 1 8 1816 V 0 9 CM cmcc cr I UV g 由 0 6 0 5 cos0 44 2 5 bZbb c bm UV U 得63 9 c 查表 01 63 9 0 232 63 9 0 410 则 00 1 8 0 2320 4176 A 417 6 mA cCMc II 11 1 8 0 4100 738 A 738 mA c mCMc II 1 直流电源 cc V提供输入功率 0 18 417 67516 8 mW cc c PV I 2 高频输出功率 1 1 0 5 16 7385904 mW 2 ocm c m PU I 3 集电极损耗功率 7516 8 59041612 8 mW co PPP 4 集电极效率 5904 78 5 7516 8 o c P P 5 输出回路的谐振电阻 1 16 21 68 0 738 CM P c m U R I 3 3 5 5 晶体管 3DG12B 组成谐振功率放大器 已知电源电压18 cc V V 电压利用系数 0 94 0 219s cr g 80 c 放大器工作于临界状态 试求 1 直流电源 cc V提供 输入功率 P 2 高频输出功率 o P 3 集电极损耗功率 c P 4 集电极效率 c 5 输出回 路谐振电阻 P R 题意分析 此题是利用在临界工作状态 已知 cr g cmcc UV cc V求出 CM I 然后 根据 c 查出 0c 1c 则可解出各项值 解 由于工作于临界状态 则 CMcrcccm IgVU 可得 0 94 1816 92 V cmcc UV 则 0 219 18 16 92 0 2365 A 236 5 mA CMcrcccm IgVU 00 80 236 5 0 28667 6 mA cCM II 11 80 236 5 0 472111 6 mA c mCM II 1 直流电源 cc V提供输入功率 0 18 67 61216 8 mW cc c PV I 2 高频输出功率 1 11 16 92 111 6944 1 mW 22 ocm c m PU I 3 集电极损耗功率 1216 8 944 1272 7 mW co PPP 4 集电极效率 944 1 77 6 1216 8 o c P P 5 输出回路谐振电阻 1 16 92 151 6 0 1116 cm P c m U R I 3 3 6 6 某谐振功率放大器工作于临界状态 已知24V cc V 饱和临界线斜率0 6s cr g 通角80 c 0 80 0 286 1 80 0 472 输出功率2W o P 试求 1 直流 电源 cc V提供输入功率 2 集电极损耗功率 3 集电极效率 4 输出回路谐振电阻 P R 题意分析 此题是利用在临界工作状态 已知 cr g 11 11 22 ocm c mcm CMc PU IU I 1 1 2 cmcrcccmc UgVU 和 c cc V 计算出 cm U和 CM I 然后可解出各项值 解 由于 CMcrcccm IgVU 11 c mCMc II 可得 11 11 22 ocm c mcmcrcccmc PU IUgVU 2 11 11 22 crccccmcrccm g VUgU 则 2 1 2 0 o cmcccm crc P UV U g 即 2 2 2 240 0 6 0 472 cmcm UU 2 4 24244 0 6 0 472 2 cm U 23 4 V cm U 或0 6 V 舍去 由 0 6 2423 4 0 36 A 360 mA CMcrcccm IgVU 则 00 360 0 286102 96 mA cCMc II 11 360 0 472169 92 mA c mCMc II 1 直流电源 cc V提供输入功率 0 24 102 962471 04 mW cc c PV I 2 集电极损耗功率 2471 042000471 04 mW co PPP 3 集电极效率 2000 80 9 2471 04 o c P P 4 输出回路谐振电阻 1 23 4 137 7