北邮模电第十二讲 功率放大电路(2).

1、2022-5-231电子电路基础电子电路基础第十二讲第十二讲 功率放大电路（功率放大电路（2）2主要内容主要内容6.6 丙类高频功率放大电路6.7 丙类倍频电路3导通角对功放效率的影响导通角对功放效率的影响 v类型：甲类甲乙类 乙类 v导通角：甲360甲乙乙180 v效率：甲50甲乙乙78.5 v结论：导通角越小效率越高v分析：导通角的减小，使截止时间增大，输出波形更接近矩形，效率提高；减小导通角是减少功放管的功耗、提高效率的有效方法v丙类功放 ：导通角0丙 UD时，三极管导通，CB充电，其余时间及负半周，CB放电。时间常数 远大于信号周期，电路开始工作时， CB电荷放少充多，UCB逐渐增大，

2、直至充放平衡，产生反偏压（UCB）稳态下，截止时，基极电位 导通角11212/bBBCCBbbbbRVVRRRRRBBBR CBBBBCBDUViRU01807工作原理（工作原理（1 1）v交流通路和波形图交流通路和波形图 8工作原理（工作原理（2 2）v自生反偏压UB与交流信号（频率）有关 v当 时，三极管的集电极输出一个脉冲电流v输入信号连续作用，使三极管的集电极输出一个脉冲电流的周期序列。并联谐振回路对于直流和高次谐波阻抗很小，使这些成分被衰减。只有基波信号被充分放大ibBDuUU9动态特性分析（动态特性分析（1 1）v由图6-17可知，输出电流iC在导通电压UD以下的部分很小，可以忽略

3、。于是，将转移特性曲线可用折线来代替，其斜率为GBC。 时， v当 时， ，于是，BEDUU,cosCBCBEDBEBBMIGUUUUUtcos0cosDBDBCBCBMBMBMUUUUtIG UtUU2t0CI cos2DBBMUUUcoscos2CBCBMIG Ut10动态特性分析（动态特性分析（2 2）v导通时，最大集电极电流瞬时值为 v于是，v作傅立叶展开： 称为电流分解系数1 cos2CMBCBMiG Ucoscos(2),coscos(2)01 cos(2)CCMtIit0cosCCnnIIn t001122( ),( ),( ),CCMCCMCCMIiIiIi 012, 11动态

4、特性分析（动态特性分析（3 3）v电流分解系数012sin(2)(2)cos(2)( )(1 cos(2)2cos(2)sin(2)( )(1 cos(2)2 sin(2)cos(2)cos(2)sin(2),2(1)(1 cos(2)nnnnnn n 12动态特性分析（动态特性分析（4 4）v电流分解系数曲线13动态特性分析（动态特性分析（5 5）v输出功率与导通角的关系输出功率与导通角的关系 RAC为谐振电阻临界状态下，基波电压幅度最大输出功率v集电极电压利用系数供电电压升高 增大。可见， 一定时，输出功率是 的函数。v1( )max 1(240) 0.54。丙类功放，0 180，输出功率

5、随导通角 增大 221111111( )222OCCCACCMACPI UI RiR 11CC MCCCESUUVU11111( )22OMC MC MCMCCPIUiV 1CCCUV1C MCCACIVR及（或）1( ) 14动态特性分析（动态特性分析（6 6）v效率与导通角的关系效率与导通角的关系 v 1( )和和 0( )之比之比与导通角的关系曲线与导通角的关系曲线见图见图620 1111000( )( )1122( )2( )OMCC MCMCCDCCCCMCCPI UiVPI ViV 1150 ,( )0.455,0.22710.4450.8320.269OMCMCCCPiV 0.9

6、,75%C15动态特性分析（动态特性分析（7 7）v电压放大倍数电压放大倍数 归一化电压放大倍数A0=Au /(GBCRAC)与导通角 的关系见图6-21 11CCACuBMBMUI RAUU1111( )1 cos(2)( )1 cos(2)( )CCMBCBMuBCACIiG UAGR 16动态特性分析（动态特性分析（8 8）v输入电阻输入电阻 输入电压与输入基波电流之比。输入基波电流与 关系和输出基波电流类似：GB是输入特性曲线的斜率 输入电阻111( )1 cos(2)( )BBMBBMIiG U 1111 cos(2)( )BMibBBBMURIG U 17动态特性分析（动态特性分析

7、（9 9）v例例6-3图6-14所示电路中，VCC=48V，UB=0.28V，UCES=3V、UD=0.8V，GBC=1；电路工作在最佳负载状态，其功率传输效率N=0.7。若输入电压uiB=2cos（2107t），试计算：v(1) 导通角 ;v(2) 集电极电流iC的基波分量幅度IC1；v(3) 负载上获得的基波功率PL；v(4) 放大电路的效率C;v(5) 谐振电阻RAC;v(6) 电压放大倍数Au。18动态特性分析（动态特性分析（1010）v解解:（1）由公式(6.13) 知，导通角（2）由公式(6.15)知，集电极电流 的最大值iCM为 从图6-19查得, 基波分量 （3）由公式(6.2

8、2) 知，集电极的输出功率负载获得功率0.80.282arccos2arccos150( )2DBBMUUUCI(1 cos(2)2(1 cos75 )1.48( )CMBCBMiG UA1(150 )0.45511( )1.48 0.4550.674( )CCMIiA 111( )1.48 0.455 (483)15.15()22OMCMCCPiVW 0.7 15.1510.6()LNOMPPW19动态特性分析（动态特性分析（1111）（4）由图6-19查得 ，电路效率为：（5）由公式（6.26）知，谐振电阻为：（6）由公式（6.30）知，电压放大倍数为：1100( )( )11 0.455 48379.3%2( )2( )2 0.26948CCCESCCCVUV 0(150)0.26922122 15.1566.7( )0.674OMACCPRI11 cos(2)( )66.71 cos750.45522.5uBCACAGR 20丙类倍频电路（丙类倍频电路（1 1）v用途用途对高频信号进行倍频v基本电路基本电路如图6-22所示，与丙类放大电路的不同：（1）串联谐振电路L1C1（2） L2C2的谐振频率不是基频21丙类倍频电路（丙类倍频电路（2 2）v工作原