第2章高频功率放大器(4月2日)

1、祝同学们每天开心快乐！祝同学们每天开心快乐！微笑是一种幸福的力量！微笑是一种幸福的力量！ 快乐来自奉献！快乐来自奉献！ 快乐来自帮助他人！快乐来自帮助他人！ 快乐来自心胸宽广！快乐来自心胸宽广！ 快乐来自自己的内心！快乐来自自己的内心！ 怎么老不出现呢？怎么老不出现呢？我来也！我来也！只要决心成功，失败永远不会把我击垮！只要决心成功，失败永远不会把我击垮！我要用全身心的爱来迎接今天！我要用全身心的爱来迎接今天！坚持不懈，直到成功！坚持不懈，直到成功！概述概述 3.1高频功率放大器的工作原理高频功率放大器的工作原理 3.2高频功率放大器的动态分析高频功率放大器的动态分析 3.3宽带高频功率放大器

2、宽带高频功率放大器 3.5高频功率放大器的实用电路高频功率放大器的实用电路 3.4 在无线电广播和通信发射机中，为了在无线电广播和通信发射机中，为了获得大功率获得大功率的高频信号，必须采用高频功的高频信号，必须采用高频功率放大器。率放大器。 P43.2.1 高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成 高频功率放大器一般工作在发射机的高频功率放大器一般工作在发射机的末级末级, 以保证需要发送的信号具有足够的输以保证需要发送的信号具有足够的输出功率通过天线有效地辐射出去。图出功率通过天线有效地辐射出去。图2.2所所示为高频功率放大器的实际电路。示为高频功率放大器的实际电路。 图图2.2 高频

3、功率放大器的实际电路高频功率放大器的实际电路 图图2.2表明，高频功率放大器主要由以表明，高频功率放大器主要由以下部分组成。下部分组成。 电子器件。它在电路中主要起开关控制电子器件。它在电路中主要起开关控制作用，控制直流能量向交流能量的转变。作用，控制直流能量向交流能量的转变。 电源。高频功率放大器包括两个电源，电源。高频功率放大器包括两个电源，基极电源基极电源UBB和集电极电源和集电极电源UCC。其中。其中UBB主要是设置合理的工作状态，即保证晶体主要是设置合理的工作状态，即保证晶体管工作在丙类状态；管工作在丙类状态；UCC则是提供直流能则是提供直流能量。量。 馈电电路。其作用是既保证把电流

4、馈电电路。其作用是既保证把电流UBB和和UCC馈送到晶体管的各极，又防止交流馈送到晶体管的各极，又防止交流信号进入直流电源。馈电电路包括基极馈信号进入直流电源。馈电电路包括基极馈电电路（由电电路（由C1、L1、C2构成）和集电极馈构成）和集电极馈电电路（由电电路（由C3、L2、C4构成）。构成）。 耦合回路。主要起无损耗地传输高频信耦合回路。主要起无损耗地传输高频信号及其能量、滤除谐波成分及阻抗匹配的号及其能量、滤除谐波成分及阻抗匹配的作用。高频功率放大器的耦合回路可以是作用。高频功率放大器的耦合回路可以是LC并联谐振回路，也可以是互感耦合回路并联谐振回路，也可以是互感耦合回路或各种或各种LC

5、匹配网络。高频功率放大器的输匹配网络。高频功率放大器的输入端和输出端均有耦合回路，其中，输出入端和输出端均有耦合回路，其中，输出端的耦合回路也称为输出回路（由端的耦合回路也称为输出回路（由C5、C6、L3、L4、L5、CA、RA组成）。组成）。 输出回路是集电极负载，应调谐在推输出回路是集电极负载，应调谐在推动级输出电压的频率上，且谐振回路的谐动级输出电压的频率上，且谐振回路的谐振阻抗应满足工作状态所要求的负载阻抗。振阻抗应满足工作状态所要求的负载阻抗。C5、L3构成谐振回路，其输出信号通过构成谐振回路，其输出信号通过L4、C6、L5耦合到天线发射出去，故耦合到天线发射出去，故L4、C6、L5

6、也称为天线回路，也称为天线回路，CA、RA为天线阻抗。为天线阻抗。 由图由图2.2所示的实际线路可以得出高频所示的实际线路可以得出高频功率放大器的原理电路图，如图功率放大器的原理电路图，如图2.3所示。所示。 图图2.3 高频功率放大器原理电路图高频功率放大器原理电路图 高频功率放大器主要由以下部分组成。高频功率放大器主要由以下部分组成。 电子器件。它在电路中主要起开关控制电子器件。它在电路中主要起开关控制作用，控制直流能量向交流能量的转变。作用，控制直流能量向交流能量的转变。 电源。高频功率放大器包括两个电源，电源。高频功率放大器包括两个电源，基极电源基极电源UBB和集电极电源和集电极电源U

7、CC。其中。其中UBB主要是设置合理的工作状态，即保证晶体主要是设置合理的工作状态，即保证晶体管工作在丙类状态；管工作在丙类状态；UCC则是提供直流能则是提供直流能量。量。 耦合回路。主要起无损耗地传输高频信耦合回路。主要起无损耗地传输高频信号及其能量、号及其能量、滤除谐波成分滤除谐波成分及及阻抗匹配阻抗匹配的的作用。高频功率放大器的耦合回路可以是作用。高频功率放大器的耦合回路可以是LC并联谐振并联谐振回路，也可以是回路，也可以是互感耦合回路互感耦合回路或各种或各种LC匹配网络匹配网络。高频功率放大器的输。高频功率放大器的输入端和输出端均有耦合回路，其中，输出入端和输出端均有耦合回路，其中，输

8、出端的耦合回路也称为端的耦合回路也称为输出回路输出回路。 如前所述，高频功率放大器的工作状如前所述，高频功率放大器的工作状态由基极偏置电压态由基极偏置电压UBB设置，为了提高晶体设置，为了提高晶体管的集电极效率，通常使晶体管的管的集电极效率，通常使晶体管的发射结发射结处于处于反向偏置反向偏置状态，即使晶体管工作在状态，即使晶体管工作在丙丙类状态类状态。 高频功率放大器的工作原理高频功率放大器的工作原理若设高频功率放大器的输入电压若设高频功率放大器的输入电压 ub（t）为）为 则晶体管基则晶体管基-射间的总电压为射间的总电压为 tUtucos)(bmbtUUucosbmBBBE 式中，式中，UB

9、B为负值。只有当为负值。只有当uBE的瞬时的瞬时值大于晶体管的导通电压值大于晶体管的导通电压Uj时，基极导通，时，基极导通，才产生基极电流才产生基极电流iB和集电极电流和集电极电流iC。由于晶。由于晶体管只在输入信号的部分周期内导通，故体管只在输入信号的部分周期内导通，故iB为余弦脉冲，同理，为余弦脉冲，同理，iC也为余弦脉冲。将也为余弦脉冲。将iB和和iC用傅里叶级数展开得用傅里叶级数展开得 .3cos2coscosB3mB2mB1mBoBtItItIIi.3cos2coscosC3mC2mCm1CoCtItItIIi 由前面的讨论可知，高频功率放大器由前面的讨论可知，高频功率放大器的集电极

10、电流为余弦脉冲形式，将晶体管的集电极电流为余弦脉冲形式，将晶体管的转移特性折线化后，的转移特性折线化后，iC的波形与的波形与 uBE的波的波形在正半周的一部分成线性关系，其电流形在正半周的一部分成线性关系，其电流和电压波形示意图如图和电压波形示意图如图2.7所示，集电极余所示，集电极余弦脉冲波形的详细示意图如图弦脉冲波形的详细示意图如图2.8所示。所示。 集电极余弦脉冲电流的分析集电极余弦脉冲电流的分析图图2.8 余弦脉冲波形余弦脉冲波形 cos1coscosmaxtIiCc 可见，集电极余弦脉冲电流可见，集电极余弦脉冲电流iC 的大小的大小和形状完全由最大值和形状完全由最大值ICmax和导通

11、角和导通角决定。决定。利用傅里叶级数将利用傅里叶级数将iC展开可得展开可得tnItItIIicos.2coscos21cnmmcmccoc 式中，各电流分量的幅值为式中，各电流分量的幅值为 tiId21ccottiIdcos211cmcttniIdcos21ccnm 将式将式代入上面各积分式，积分后可得代入上面各积分式，积分后可得 )(nmaxccnmII)(maxccoII)(1maxcm1cIIcos1coscosmaxtIiCc式中，式中， 、 、 分别称为余弦脉冲的直分别称为余弦脉冲的直流、基波，流、基波，n次谐波的次谐波的电流分解系数电流分解系数。可。可将将 ， ， ， 及及波形系数

12、波形系数与通角与通角 的关系制成曲线，如图的关系制成曲线，如图2.9所示。所示。 )(0)(1)(n01230111commcIIg图图2.9 余弦脉冲分解系数与余弦脉冲分解系数与关系曲线关系曲线 高频功率放大器的输出回路具有选频高频功率放大器的输出回路具有选频作用，若正好谐振在基波频率上，则其对作用，若正好谐振在基波频率上，则其对于基波电流而言，等效为一个纯电阻；对于基波电流而言，等效为一个纯电阻；对各次谐波而言，回路失谐，呈现很小的阻各次谐波而言，回路失谐，呈现很小的阻抗。输出回路中有电感存在，对直流可看抗。输出回路中有电感存在，对直流可看成短路。这样当集电极脉冲电流成短路。这样当集电极脉

13、冲电流iC流经输流经输出回路时，只有基波分量在回路两端产生出回路时，只有基波分量在回路两端产生较大的电压降，此电压为较大的电压降，此电压为 式中，式中，IC1m为基波电流分量的振幅值，为基波电流分量的振幅值，R p为输出回路的有载谐振电阻。为输出回路的有载谐振电阻。集集-射间的瞬时电压为射间的瞬时电压为tUUucoscmCCCE 图图2.4所示为高频功率放大器的工作原所示为高频功率放大器的工作原理示意图。理示意图。 图图2.5所示为高频功率放大器的电流、所示为高频功率放大器的电流、电压工作波形。电压工作波形。 图图2.4 高频功率放大器的工作原理示意图高频功率放大器的工作原理示意图 图图2.5

14、 高频功率放大器的电流、电压工作波形高频功率放大器的电流、电压工作波形1.直流功率直流功率 直流功率直流是指由直流供电电源直流功率直流是指由直流供电电源 提供的功率。提供的功率。高频功率放大器的功率和效率高频功率放大器的功率和效率DPCCUcoCCDIUP 输出功率输出功率p0是指由电子器件送给谐振是指由电子器件送给谐振回路的基波信号功率。回路的基波信号功率。2.输出功率输出功率p0p2cmp2mc1cmc1m0212121RURIUIP 高频功率放大器的工作过程实际上是高频功率放大器的工作过程实际上是直流功率转换为交流功率的过程。在转换直流功率转换为交流功率的过程。在转换过程中，大部分直流功

15、率变成了交流输出过程中，大部分直流功率变成了交流输出功率，小部分变成了热能消耗在晶体管的功率，小部分变成了热能消耗在晶体管的集电极上，集电极损耗功率集电极上，集电极损耗功率PC就是指消耗就是指消耗在集电极上的功率。在集电极上的功率。 3.集电极损耗功率集电极损耗功率Pc0DcPPP 为了说明高频功率放大器的能量转换为了说明高频功率放大器的能量转换能力，定义集电极效率为能力，定义集电极效率为4.集电极效率集电极效率c)(21211cocc1mcmD0cgIEIUPP 式中，式中， 称为集电极电压利用系数，称为集电极电压利用系数，g1()为集电极电流利用系数，大小与为集电极电流利用系数，大小与有关

16、。有关。 由图由图2.9可见，可见，越小，越小， g1越大，则效率越大，则效率越高。但当越高。但当很小时，很小时，g1增加不多，且造成增加不多，且造成1()小，使输出功率过小，因此，为了兼小，使输出功率过小，因此，为了兼顾功率和效率，丙类功率放大器的导通角顾功率和效率，丙类功率放大器的导通角一般在一般在6090之间选择。之间选择。 根据效率的定义根据效率的定义 提高高频功率放大器效率的途径提高高频功率放大器效率的途径DCDCODOc1PPPPPPP 式中，式中，PC为晶体管集电极损耗功率。为晶体管集电极损耗功率。上式说明，要提高放大器的效率，应尽可上式说明，要提高放大器的效率，应尽可能减小集电

17、极损耗功率能减小集电极损耗功率PC。而。而 tuipd21CEcc 可见，减小损耗功率的有效方法有以可见，减小损耗功率的有效方法有以下两种。下两种。 减小减小PC的积分区间的积分区间，即减小集电极电，即减小集电极电流的导通角，但导通角流的导通角，但导通角过小，会导致输出过小，会导致输出功率过低，故导通角一般不应小功率过低，故导通角一般不应小60。 减小减小iC 与与uCE 的乘积，即减小晶体管的的乘积，即减小晶体管的瞬时管耗。由图瞬时管耗。由图2.5可以看出，当晶体管集可以看出，当晶体管集电极电流电极电流iC为最大时，管压降为最大时，管压降uCE最小，这最小，这时它们的乘积，即瞬时管耗最小。而

18、要达时它们的乘积，即瞬时管耗最小。而要达到这个要求，晶体管的集电极负载回路必到这个要求，晶体管的集电极负载回路必须工作在谐振状态。可见，一旦负载回路须工作在谐振状态。可见，一旦负载回路失谐，将导致放大器的损耗功率增加，效失谐，将导致放大器的损耗功率增加，效率降低。率降低。 3.3.1 折线分析法折线分析法 为了对高频功率放大器进行分析和计为了对高频功率放大器进行分析和计算，通常采用折线法对晶体管的转移特性算，通常采用折线法对晶体管的转移特性和输出特性进行处理，即将转移特性曲线和输出特性进行处理，即将转移特性曲线和输出特性曲线用折线来近似代替，如图和输出特性曲线用折线来近似代替，如图2.6所示。

19、所示。 图图2.6 折线化后的晶体管特性曲线折线化后的晶体管特性曲线P61 由图可见，晶体管在放大区的转移特由图可见，晶体管在放大区的转移特性可用一条交横轴于性可用一条交横轴于Uj且斜率为且斜率为gc的直线的直线来表示，其函数式为来表示，其函数式为)(jBEcUugic 式中，式中， Uj为晶体管导通电压，为晶体管导通电压， gc为晶为晶体管跨导。体管跨导。 折线法的好处在于用直线方程取代曲折线法的好处在于用直线方程取代曲线方程近似表示晶体管特性，使高频功率线方程近似表示晶体管特性，使高频功率放大器的分析和计算大为简化。由于高频放大器的分析和计算大为简化。由于高频功率放大器工作在大信号非线性状

20、态，因功率放大器工作在大信号非线性状态，因此，工程上采用这一近似方法进行定性分此，工程上采用这一近似方法进行定性分析是可行的。析是可行的。ciBEU图图2.7 晶体管晶体管转移特性折线化后的转移特性折线化后的iC和和uBE波形波形 晶体管的转移特性和输出特性实际上晶体管的转移特性和输出特性实际上是在其集电极是在其集电极没有外接负载没有外接负载的情况下获得的情况下获得的，也称为的，也称为静态特性静态特性。由前面的讨论可知，。由前面的讨论可知，晶体管在放大区的静态特性为晶体管在放大区的静态特性为 )(jBECCUugi 上式表明，在没有外接负载时，在放上式表明，在没有外接负载时，在放大区，晶体管集

21、电极电流主要受大区，晶体管集电极电流主要受uBE控制，控制，而与而与uCE无关。无关。 如果集电极接有负载，则当改变如果集电极接有负载，则当改变uBE使使iC变化时，由于负载上有电压降，就必然变化时，由于负载上有电压降，就必然同时引起同时引起uCE的变化。因此，在的变化。因此，在接上负载接上负载后，后，所获得的所获得的uCE与与iC 、uBE与与iC的关系曲线就叫的关系曲线就叫动态特性曲线动态特性曲线。最常用的是当。最常用的是当uCE、uBE同同时变化时，表示时变化时，表示iC uCE关系的动态特性曲关系的动态特性曲线，也称为线，也称为负载线负载线。下面推导高频功率放。下面推导高频功率放大器的

22、动态线方程。大器的动态线方程。 由图由图2.3可知，当放大器工作于谐振状可知，当放大器工作于谐振状态时，其外部电路的关系为态时，其外部电路的关系为 tUUutUUucoscosbmBBBEcmCCCE 解上述方程，消去解上述方程，消去cost，得，得 )(CCCEcmbmBBBEUuUUUu 将式（将式（2-25）代入晶体管在放大区的）代入晶体管在放大区的特性方程式（特性方程式（2-23）得）得)(jBBCCCEcmbmccUUUuUUgicmcmjcmBBbmCCcCEcmbmcUUUUUUUguUUgVugCEd 显然，式（显然，式（2-26）表示一个斜率为）表示一个斜率为 截距为截距为

23、的的直线方程，即高频功率放大器的动态线为直线方程，即高频功率放大器的动态线为斜率为负值的直线。其在坐标系中的位置斜率为负值的直线。其在坐标系中的位置如图如图2.10所示。所示。cmbmcdUUggcmcmjcmBbmCCcUUUUEUUgV图图2.10 丙类放大器的动态特性丙类放大器的动态特性 在图在图2.10中，直线中，直线AB即为放大区的动即为放大区的动态特性曲线。在动态线上可以找到放大器态特性曲线。在动态线上可以找到放大器的静态工作点为的静态工作点为CCCEQUu)(jBBCCQUUgI 其中，其中，UBB为负值，为负值，Uj为正值，即放大为正值，即放大器的静态工作点电流为负值，即静态工

24、作器的静态工作点电流为负值，即静态工作点位于横轴以下，这正是丙类状态所特有点位于横轴以下，这正是丙类状态所特有的。的。四种特性：四种特性：1、负载特性；改变、负载特性；改变Rp，其它不变，其它不变2、放大特性；改变、放大特性；改变ubm ，其它不变，其它不变3、基极调制特性；改变、基极调制特性；改变UBB ，其它不变，其它不变4、集电极调制特性。改变、集电极调制特性。改变UCC ，其它不变，其它不变 基极偏置电压基极偏置电压UBB、集电极电源集电极电源UCC、激励电激励电压压ubm，负载，负载Rp3.3.2 高频功率放大器的工作状态高频功率放大器的工作状态 高频功率放大器的动态线斜率与集电高频

25、功率放大器的动态线斜率与集电极负载有关，即极负载有关，即 1. 高频功率放大器的负载特性高频功率放大器的负载特性p1bmccmbmcdRIUgUUggmc 当放大器直流电源电压当放大器直流电源电压UBB和和UCC，激，激励电压励电压ubm不变时，负载不变时，负载Rp变化，会使动变化，会使动态线斜率改变，从而引起放大器的集电极态线斜率改变，从而引起放大器的集电极电流电流IC0、IC1m、 回路电压回路电压Ucm、输出功率、输出功率Po、效率、效率c等发生变化。高频功率放大器等发生变化。高频功率放大器的这个特性称为负载特性，它是高频功率的这个特性称为负载特性，它是高频功率放大器的重要特性之一。放大

26、器的重要特性之一。 当当Rp改变时，动态线斜率会改变，但改变时，动态线斜率会改变，但动态线上的动态线上的Q点位置不变，这时，动态线点位置不变，这时，动态线会以会以Q点为轴发生偏转，动态线与晶体管点为轴发生偏转，动态线与晶体管的输出特性会有不同的相交位置。图的输出特性会有不同的相交位置。图2.11表示在三种不同负载电阻时，所对应的三表示在三种不同负载电阻时，所对应的三条动态线及相应的电流、电压波形。条动态线及相应的电流、电压波形。图图2.11 负载电阻对动态线及电流、电压的影响负载电阻对动态线及电流、电压的影响 欠压欠压临界临界过压过压 由图由图2.11可以得出以下结论：可以得出以下结论： 动态

27、线动态线1与输出特性的与输出特性的IBmax相交，代表相交，代表Rp较小因而较小因而Ucm也较小的情形。此时，放也较小的情形。此时，放大器的动态工作范围全部在放大区，称为大器的动态工作范围全部在放大区，称为欠压工作状态。动态线与欠压工作状态。动态线与IBmax的交点决定的交点决定了集电极电流脉动的高度，显然，这时电了集电极电流脉动的高度，显然，这时电流波形为尖顶余弦脉冲。流波形为尖顶余弦脉冲。 动态线动态线2与临界饱和线及与临界饱和线及IBmax相交，称为相交，称为临界状态。在临界状态，电流与电压满足临界状态。在临界状态，电流与电压满足下面的关系下面的关系 式中，式中，UCES为晶体管的临界饱

28、和压降，为晶体管的临界饱和压降，gCr为晶体管输出特性的临界饱和线斜率。为晶体管输出特性的临界饱和线斜率。CESCrmaxCUgI 动态线动态线3与输出特性的临界饱和线相交，与输出特性的临界饱和线相交，表明随着负载电阻表明随着负载电阻Rp继续增大继续增大, 放大器的放大器的动态工作范围有一部分进入饱和区，输出动态工作范围有一部分进入饱和区，输出电压进一步增大，称为过压状态。当动态电压进一步增大，称为过压状态。当动态线穿过临界点后，电流沿临界饱和线下降线穿过临界点后，电流沿临界饱和线下降且顶部出现凹陷。且顶部出现凹陷。 综上所述，当负载电阻综上所述，当负载电阻Rp从小到大变从小到大变化时，放大器

29、的工作状态将从欠压状态进化时，放大器的工作状态将从欠压状态进入临界状态，再进入过压状态。在欠压区，入临界状态，再进入过压状态。在欠压区，电流电流IC0和和IC1m沿沿IBmax略有下降；进入过压略有下降；进入过压后，电流后，电流IC0和和IC1m急剧下降并出现顶部凹急剧下降并出现顶部凹陷，而且凹陷程度随陷，而且凹陷程度随Rp增大而加深。由此增大而加深。由此可以画出可以画出IC0和和IC1m随负载随负载Rp变化的曲线，变化的曲线，并根据并根据Ucm、Po、PD、c、PC等的关系式可等的关系式可以依次画出它们随以依次画出它们随Rp变化的曲线，如图变化的曲线，如图2.12所示。所示。图图2.12 负

30、载特性曲线负载特性曲线 观察图观察图2.12可知，高频功率放大器的可知，高频功率放大器的负载特性有以下特点。负载特性有以下特点。 在欠压状态，输出电流平稳，即对负载在欠压状态，输出电流平稳，即对负载而言，高频功率放大器相当于恒流源；在而言，高频功率放大器相当于恒流源；在过压状态，输出电压平稳，即对负载而言，过压状态，输出电压平稳，即对负载而言，高频功率放大器相当于恒压源。高频功率放大器相当于恒压源。 在临界状态，输出功率最大。在临界状态，输出功率最大。 在弱过压状态，集电极效率最高。在弱过压状态，集电极效率最高。 在欠压状态，集电极损耗功率较大，易在欠压状态，集电极损耗功率较大，易烧毁晶体管，

31、当负载回路严重失谐或短路烧毁晶体管，当负载回路严重失谐或短路时，这种情况即可能出现。时，这种情况即可能出现。 可见，三种工作状态具有不同的负载可见，三种工作状态具有不同的负载特性，应针对其特点加以利用。例如，作特性，应针对其特点加以利用。例如，作为多级功放，要求足够大的输出功率和较为多级功放，要求足够大的输出功率和较高的效率，显然，应采用临界工作状态较高的效率，显然，应采用临界工作状态较为合理。为合理。 过压状态具有较高的效率，并且有恒过压状态具有较高的效率，并且有恒压性质，因此它较适用于中间级，这时它压性质，因此它较适用于中间级，这时它能为后级提供较稳定的激励电压；欠压状能为后级提供较稳定的

32、激励电压；欠压状态的输出功率与效率都较小，而且损耗功态的输出功率与效率都较小，而且损耗功率较大，因此较少采用，但在某些场合，率较大，因此较少采用，但在某些场合，如利用丙类放大器进行基极调幅时，则必如利用丙类放大器进行基极调幅时，则必须工作在欠压状态。须工作在欠压状态。 2. 高频功率放大器的放大特性高频功率放大器的放大特性 p623. 高频功率放大器的调制特性高频功率放大器的调制特性 p62 1）基极调制特性）基极调制特性2）集电极调制特性）集电极调制特性3.4 高频功率放大器的实际电路高频功率放大器的实际电路 3.4.1 高频功率放大器的直流馈电电路高频功率放大器的直流馈电电路 要想使高频功

33、率放大器正常工作，各电要想使高频功率放大器正常工作，各电极必须接有相应的直流馈电电路。无论是极必须接有相应的直流馈电电路。无论是集电极电路还是基极电路，它们的馈电方集电极电路还是基极电路，它们的馈电方式都有式都有串联串联馈电和馈电和并联并联馈电两种。馈电两种。 我们已经知道，流经集电极回路的电我们已经知道，流经集电极回路的电流为余弦脉冲电流，它包含直流、基波和流为余弦脉冲电流，它包含直流、基波和各项谐波分量。对于这些频率成分，馈电各项谐波分量。对于这些频率成分，馈电电路的组成原则如下。电路的组成原则如下。 1.集电极馈电电路集电极馈电电路 要求直流电流直接经管外电路供给集电要求直流电流直接经管

34、外电路供给集电极电源以产生直流能量，除了晶体管内阻极电源以产生直流能量，除了晶体管内阻外，没有其他电阻消耗能量，其等效电路外，没有其他电阻消耗能量，其等效电路应如图应如图2.20（a）所示。）所示。 图图2.20 集电极电路对不同频率电流的等效电路集电极电路对不同频率电流的等效电路 要求基波分量要求基波分量IC1m应通过负载回路，以应通过负载回路，以产生高频输出功率产生高频输出功率 。因此，除调谐回路外，。因此，除调谐回路外，其余部分对于其余部分对于IC1m来说都应是短路的，其来说都应是短路的，其等效电路如图等效电路如图2.20（b）所示。）所示。 要求管外电路对于高次谐波均应尽可能要求管外电

35、路对于高次谐波均应尽可能接近短路，即高次谐波不应消耗任何能量。接近短路，即高次谐波不应消耗任何能量。其等效电路如图其等效电路如图2.20（c）所示。）所示。 图图2.21所示为两种集电极馈电电路，所示为两种集电极馈电电路，它们的组成均满足以上几条原则。图（它们的组成均满足以上几条原则。图（a）为串联馈电方式，图（为串联馈电方式，图（b）为并联馈电方式。）为并联馈电方式。图图2.21 集电极馈电电路集电极馈电电路 晶体管、负载电路、集电极电源晶体管、负载电路、集电极电源 串联馈电是指串联馈电是指晶体管、负载电路和电晶体管、负载电路和电源源UCC三者为串联方式；并联馈电则是指三者为串联方式；并联馈

36、电则是指晶体管、负载回路和电源晶体管、负载回路和电源UCC三者为并联三者为并联方式。图中，方式。图中，L、C组成负载回路。组成负载回路。LC为扼为扼流圈，它对直流近似为短路，而对高频则流圈，它对直流近似为短路，而对高频则呈现很大的阻抗，近似为开路。呈现很大的阻抗，近似为开路。CP为高频为高频旁路电容，作用是防止高频成分进入直流旁路电容，作用是防止高频成分进入直流电源。电源。CC为隔直电容，作用是防止直流进为隔直电容，作用是防止直流进入负载回路。入负载回路。 串联馈电的优点是串联馈电的优点是UCC、LC、CP 处于处于高频地电位，分布电容不影响回路；并联高频地电位，分布电容不影响回路；并联馈电的

37、优点是馈电的优点是LC处于直流地电位，处于直流地电位，L、C 元件可以接地，安装方便，但元件可以接地，安装方便，但LC、CP对地对地的分布电容对回路产生不良影响，限制了的分布电容对回路产生不良影响，限制了放大器的高端频率。因此，放大器的高端频率。因此，串联馈电一般串联馈电一般适用于高频电路适用于高频电路，并联馈电一般适用于低，并联馈电一般适用于低频电路。频电路。 基极馈电电路同样有串联馈电和并联基极馈电电路同样有串联馈电和并联馈电两种方式，如图馈电两种方式，如图2.22所示。图中，所示。图中，CP为旁路电容，为旁路电容，CB为耦合电容，为耦合电容，LC为高频扼为高频扼流圈。在实际电路中，工作频

38、率较低或工流圈。在实际电路中，工作频率较低或工作频带较宽的功率放大器一般采用互感耦作频带较宽的功率放大器一般采用互感耦合，因此常采用如图（合，因此常采用如图（a）所示的串联馈电）所示的串联馈电的形式；对于甚高频段的功率放大器，由的形式；对于甚高频段的功率放大器，由于采用电容耦合比较方便，则通常采用如于采用电容耦合比较方便，则通常采用如图（图（b）所示的并联馈电的形式。）所示的并联馈电的形式。 2. 基极馈电电路基极馈电电路图图2.22 基极馈电电路基极馈电电路 晶体管、输入信号、基极电源晶体管、输入信号、基极电源 在实际应用中，高频功率放大器还经在实际应用中，高频功率放大器还经常采用自给偏置的

39、方式来获取基极偏置电常采用自给偏置的方式来获取基极偏置电压。通常有以下压。通常有以下3种方式产生基极偏置电压。种方式产生基极偏置电压。 利用基极电流在基极电阻上产生偏压，利用基极电流在基极电阻上产生偏压，如图如图2.23（a）所示。基本原理为：当晶体）所示。基本原理为：当晶体管导通时，基极电流通过晶体管对基极电管导通时，基极电流通过晶体管对基极电容容CB充电，当晶体管截止时，电容则通过充电，当晶体管截止时，电容则通过RBCB回路放电，并在回路中产生放电电流回路放电，并在回路中产生放电电流IB。 由于充电常数由于充电常数充充riCB远大于放电常数远大于放电常数放放RBCB，则在，则在RBCB回路

40、两端保持一个近似回路两端保持一个近似不变的直流电压，其大小为不变的直流电压，其大小为UBBRBIB0，且，且这个电压对基极而言为负偏置电压。这种方这个电压对基极而言为负偏置电压。这种方法经常被采用，它的缺点是随着偏置电阻法经常被采用，它的缺点是随着偏置电阻RB的加大，降低了晶体管的集射间的击穿电压的加大，降低了晶体管的集射间的击穿电压BVCER。图图2.23 产生基极自给偏置电压的几种方式产生基极自给偏置电压的几种方式 利用发射极电阻建立偏置电压，如图利用发射极电阻建立偏置电压，如图2.23（b）所示。其基本原理与上一种情况）所示。其基本原理与上一种情况相似，也是利用基极电流通过晶体管对发相似

41、，也是利用基极电流通过晶体管对发射极旁路电容射极旁路电容CE进行充放电，建立一个近进行充放电，建立一个近似不变的直流电压似不变的直流电压UEEIE0RE。这种方法。这种方法的优点是可以自动维持放大器的工作稳定。的优点是可以自动维持放大器的工作稳定。当激励加大时，当激励加大时，IE0加大，使负偏压加大，加大，使负偏压加大，反过来使反过来使 IE0相对增加量减小，这实质上就相对增加量减小，这实质上就是直流负反馈作用。是直流负反馈作用。 2、( 8分分 )如下图所示电路，改正图中的错误（不得改变馈电方式）。如下图所示电路，改正图中的错误（不得改变馈电方式）。 两种两种输出回路输出回路： 1.并联回路

42、型的输出回路并联回路型的输出回路 2. 滤波器型匹配网络滤波器型匹配网络 3.4.2 高频功率放大器的输出回路高频功率放大器的输出回路1.并联回路型的输出回路并联回路型的输出回路 并联回路型的输出回路可分为并联回路型的输出回路可分为简单并简单并联回路联回路和和耦合回路耦合回路两种。简单并联回路是两种。简单并联回路是将负载通过并联回路接入集电极回路，这将负载通过并联回路接入集电极回路，这种方式的优点是电路简单，缺点是阻抗匹种方式的优点是电路简单，缺点是阻抗匹配不易调节，滤波性能不好，现已很少采配不易调节，滤波性能不好，现已很少采用。用。 耦合回路是将天线回路通过互感或其耦合回路是将天线回路通过互感或其他电抗元件与集电极调谐回路相耦合。图他电抗元件与集电极调谐回路相耦合。图2.25所示为互感耦合的输出回路。所示为互感耦合的输出回路。图图2.25 互感耦合输出回路互感耦合输出回路 图图2.25（a）中，）中，L1、C1回路称为中介回路称为中介回路，回路，L2、L3、C