通信电子线路 课件 第4章 高频功率放大器

第4章高频功率放大器4.1概述高效率地把直流电源供给的能量转化为交流输出能量。放大器件通常采用晶体管和电子管，晶体管在很多场合都有应用，在千瓦级以上的发射机中大多采用电子管。窄频带高频功率放大器用谐振回路做负载，工作在丙类工作状态或开关状态又把它称为谐振功率放大器宽频带高频功率放大器用传输线变压器做负载，工作在甲类或甲乙类工作状态又把它称为非谐振功率放大器。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师2性能要求：工作安全性、功率增益、效率、失真性（由谐波抑制度表征）、工作稳定性和噪声系数等。最主要的是安全、高效率和不失真地输出所需信号功率。为了获得大的输出信号功率，放大管必须大信号运用，包括大的动态电压和大的动态电流，并往往接近管子的极限运用。4.1.1功率放大器的性能指标2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师3集电极效率ηC是用来评价功率放大器能量转换能力的性能指标。4.1.1功率放大器的性能指标Po为放大器的交流输出功率PD为直流供电功率PC为集电极耗散功率（简称管耗）ηC越大，在给定Po时，所需的PD就越小提高ηC是功率放大器发展进程中人们始终关注的一个研究方向。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师44.1.1功率放大器的性能指标VCC为直流电源的供电电压iC和vCE分别为集电极电流和集射端电压RL为负载电阻Ic0为iC

中的直流分量Vcm和Ic1m分别为输出基波的电压振幅和电流振幅VCEQ和ICEQ分别为静态工作点Q的电压和电流2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师54.1.1功率放大器的性能指标在功率管大信号运用状态下，为减小管耗提高输出功率，功率管需要工作在截止区（iC小）或饱和区（vCE小）。需要选用合适的功率管及其运行状态，而且还与管外电路的合理设计密切相关。PL和PC均包含有直流功率和交流功率直流功率与静态工作点的设置有关，应尽量减小甚至降为零。交流部分的输出功率Po=VcmIc1m/2才是所需要的。功率增益也是重要的性能指标，但与安全、高效率和小失真的要求相比，它是第二位的。功率增益低时可以用增加前置放大器的级数来弥补。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师64.1.2功率管的运用特性1.低频功率管与高频功率管的工作状态低频功率管：放大的信号是几十千赫以下的低频宽带信号例如，语音信号为20Hz~20kHz，它的高、低频率之比达1000倍。低频功率放大器都是相对带宽较宽的功率放大器，以非谐振回路作为负载，通常工作于线性放大的甲类工作状态，导通角为2θc=2π（半通角为θc=π）。采用变压器耦合方式只输出交流功率时，集电极效率的理想值为50%。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师74.1.2功率管的运用特性1.低频功率管与高频功率管的工作状态这类功率放大器还可以采用乙类推挽式工作状态，两个放大管在一个输入正弦波信号周期内轮流导通，每个放大管的导通角为2θc=π，集电极效率的理想值为78.5%。为了克服交越失真，可使乙类推挽式线性功率放大器处于甲乙类工作状态，每个管子的导通角π<2θc<2π。工作于甲类、乙类和甲乙类的线性功率放大器的实际效率都比理想值低得多。目前应用较多的高效率丁类低频功率放大器采用开关工作状态，效率可达到80%~90%。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师84.1.2功率管的运用特性高频功率放大器的信号中心频率在几百千赫，频谱宽度在几千赫至几十兆赫。它的特点是工作频率高，信号的相对频带却较窄。例如，调频广播的载波频率为88~108MHz，传送信息带宽为180kHz，相对带宽只有0.17%~0.20%。一般采用带有选频网络的窄带高频功率放大器，工作于丙类状态、丁类或戊类状态。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师91.低频功率管与高频功率管的工作状态4.1.2功率管的运用特性由于高频功率放大器处于非线性工作状态，输出电流波形失真很大，因此必须采用具有一定滤波特性的选频网络作为负载，以得到接近正弦波的输出电压波形，多用于推动级或末级作功率放大。根据不同的用途，输出功率范围可从几毫瓦到几十千瓦。输出功率在几百瓦以上的高频功率放大器大多用电子管或功率合成，输出功率在几百瓦以下的高频功率放大器主要采用双极性晶体管和大功率场效应管，2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师101.低频功率管与高频功率管的工作状态4.1.2功率管的运用特性其谐波抑制度不能做得很高。对于谐波抑制度要求很高的高频功率放大器，通常选用甲类或甲乙类推挽工作状态，以使功率管工作在线性放大区。此时，放大器的效率不高，输出功率不可能太高，就需要采用功率合成的方法来提高。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师111.低频功率管与高频功率管的工作状态4.1.2功率管的运用特性2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师121.低频功率管与高频功率管的工作状态4.1.2功率管的运用特性2.高频谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器的比较放大的信号都是高频信号，放大器的负载均为谐振负载，两者的激励信号幅度大小不同，放大器工作点不同，晶体管动态范围不同。小信号谐振功率放大器的激励信号幅度小，工作于线性区，它的输出功率很小，通过阻抗匹配可以获得很大的功率增益，达到30~40dB，但效率较低。谐振功率放大器的输入信号通常为几百毫伏到几伏，工作区域延伸到截止区和饱和区，输出功率大，效率较高，一般工作在丙类状态。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师134.1.2功率管的运用特性3.窄频带高频谐振功率放大器与宽频带高频功率放大器的适用场合窄频带：选频回路需要准确调谐，调试难度大。在要求载频经常变换的发射装置中，就需要采用宽频带功率放大器。宽频带：采用频率响应很宽的传输线变压器作为负载并且实现阻抗变换，可以在很宽的范围内变换工作频率而不必重新调谐，适用于频率相对变化范围大和具有某些特殊要求的通信系统。宽频带：只能选用甲类和乙类推挽放大工作状态。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师144.2丙类高频功率放大器

的工作原理2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师154.2.1电路组成晶体管、LC谐振回路和直流供电电路。直流供电电路为晶体管提供适当的静态工作点和能源，VBB为基极偏置电源，VCC为集电极供电电源。vb(t)是需要放大的小信号。“+”“-”指电压的参考方向。ZL为外接负载（如天线等），它一般是阻抗性的，可用CL和RL的串联等效电路表示Lr和Cr为匹配网络，与外接负载共同组成并联谐振回路，调节Cr可使回路谐振在输入信号vb(t)的中心频率上。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师164.2.2工作原理晶体管的转移特性（iC-vBE）曲线可用折线近似在输入电压vb(t)和直流反向偏置电压-VBB的作用下，晶体管be结上的输入电压为设在基极输入回路上的交流信号为余弦电压2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师17根据转移特性曲线由vBE得到的集电极电流波形iC是一串周期重复的脉冲序列，脉冲宽度所对应的导通角2θc<π。4.2.2工作原理2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师18用傅里叶级数可以将iC脉冲序列分解为平均分量、基波和各次谐波之和由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率ωs上，因此它对iC中的基波分量呈现的阻抗最大且为纯电阻Rp对其他谐波分量呈现的阻抗均很小，可以看成短路。4.2.2工作原理2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师19可以近似认为回路上仅有基波分量产生的基波电压vc，它的振幅Vcm为而平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略，因而在负载上得到了所需的不失真信号功率。4.2.2工作原理特点：（1）基极偏置电压VBB为负偏压它使晶体管的工作特性有一部分在截止区内，流过晶体管的电流为失真的脉冲波形（2）负载为谐振回路确保从电流脉冲中取出基波分量，获得正弦波电压波形，起到放大器的选频作用调节Cr，谐振回路还可以实现阻抗匹配，将含有电抗分量的外接负载ZL变换为谐振电阻Rp2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师204.2.3集电极余弦脉冲电流分析集电极电流脉冲的参量是脉冲高度iCmax与半通角θc。若已知这两个参量，电流脉冲的形状便可以完全确定。1.半通角θc的求解当ωt=θc时，iC=0，即当Vbm、VBB和VBZ已知，θc值便可完全确定，与VCC和Vcm无关。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师21再将iCmax转换成与半通角θc的关系式进行分析4.2.3集电极余弦脉冲电流分析2.电流脉冲高度iCmax的求解①-②得⑤是尖顶余弦电流脉冲的解析式，它完全取决于脉冲高度iCmax和半通角θc当ωt=0时的iC值为最大的集电极电流脉冲高度iCmax，①⑤当ωt=0时③④③/④得2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师22②4.2.3集电极余弦脉冲电流分析2.电流脉冲高度iCmax的求解按照傅里叶级数展开方法对iC展开，可得到直流分量、基波和第n次谐波分量的幅值为α0，α1，…，αn是θc的函数（分解系数）2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师234.2.4功率和效率与半通角的

关系1.功率和效率只需研究直流功率及基波功率。放大器的输出功率Po等于集电极基波分量在谐振电阻Rp上的平均功率电源电压利用系数2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师24波形系数4.2.4功率和效率与半通角的

关系2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师25要提高集电极效率，就需要提高电源电压利用系数ξ和波形系数g1(θc)。ξ：取决于晶体管的饱和压降和谐振功率放大器的工作状态，其值一般在0.9左右若不考虑晶体管饱和压降的影响，当晶体管工作于临界状态时，ξ的值近似为1此时ηC仅与半通角θc有关2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师261.功率和效率4.2.4功率和效率与半通角的

关系若放大器工作在甲类，θc=180º，g1(θc)=1，ηCmax

=50%。若工作于乙类，θc=90º，g1(θc)=π/2，ηCmax=78.5%。当工作在丙类时，

θc

<90º，g1(θc)随θc减小而增大，集电极效率ηC增大。极限值情况下（θc=0º），g1(θc)=2，

ηCmax

=100%。实际上，θc不可能等于0（此时Po=0），集电极效率也不可能达到100%。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师271.功率和效率4.2.4功率和效率与半通角的

关系输出功率Po的大小由基波电流幅度和基波谐振电阻确定。α1(θc)的最大值为0.536，对应于θc≈120º。在电流脉冲高度iCmax为定值且谐振负载Rp为定值的情况下，输出功率Po达到最大值。但是，这时放大器工作在甲乙类状态，集电极效率很低。随着半通角θc的减小，α1(θc)减小，Ic1m减小，输出功率降低，但是波形系数g1(θc)增大，集电极效率提高。为了兼顾效率与输出功率，实际应用中一般取θc在60º~75º。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师281.功率和效率4.2.4功率和效率与半通角的

关系为了在减小半通角的同时维持输出功率不变，就必须增大集电极电流脉冲高度。除必须增大输入激励电压幅度Vbm，还必须同时将基极偏置电压VBB向负值方向增大。这样，加到基极上的最大反向电压（VBB+Vbm）就将迅速增大，从而有可能发生晶体管发射结反向击穿的危险。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师291.功率和效率4.2.4功率和效率与半通角的

关系2.工程估算方法以临界工作状态为例，介绍谐振功率放大器参数的估算。（1）首先计算集电极电流脉冲的两个参量θc和iCmax

θc=arccos[(VBB+VBZ)/Vbm])，iCmax=gmVbm(1-cosθc)（2）求得余弦电流脉冲的直流分量Ic0=iCmaxα0(θc)和基波分量Ic1m=iCmaxα1(θc)。α0和α1可查表或由图得出。（3）2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师304.2.4功率和效率与半通角的

关系

设在图4.2.1中，VBZ=0.6V，gm=10mA/V，iCmax=2mA，VCC=12V，求当θc分别为180º、90º和60º时输出功率和相应的基极偏压VBB，以及θc=60º时的集电极效率（忽略集电极饱和压降）。[例4.2.1]2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师314.2.4功率和效率与半通角的

关系解：设电源电压利用系数ξ=1。当θc=180º时，放大器工作在甲类状态，Vcm=0.5VCC。由表4.2.1查得α1(180º)=0.5，得。

设在图4.2.1中，VBZ=0.6V，gm=10mA/V，iCmax=2mA，VCC=12V，求当θc分别为180º、90º和60º时输出功率和相应的基极偏压VBB，以及θc=60º时的集电极效率（忽略集电极饱和压降）。[例4.2.1]2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师324.2.4功率和效率与半通角的

关系解：由由当θc=90º时，放大器工作于乙类状态。由表4.2.1查得α1(90º)=0.5，且Vcm=VCC，有

设在图4.2.1中，VBZ=0.6V，gm=10mA/V，iCmax=2mA，VCC=12V，求当θc分别为180º、90º和60º时输出功率和相应的基极偏压VBB，以及θc=60º时的集电极效率（忽略集电极饱和压降）。[例4.2.1]2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师334.2.4功率和效率与半通角的

关系解：当θc=60º时，由表4.2.1查得α1(60º)=0.391，因此

设在图4.2.1中，VBZ=0.6V，gm=10mA/V，iCmax=2mA，VCC=12V，求当θc分别为180º、90º和60º时输出功率和相应的基极偏压VBB，以及θc=60º时的集电极效率（忽略集电极饱和压降）。[例4.2.1]2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师344.2.4功率和效率与半通角的

关系解：并由表4.2.1查得α0(60º)=0.218，α1(60º)=0.391，可得由

设在图4.2.1中，VBZ=0.6V，gm=10mA/V，iCmax=2mA，VCC=12V，求当θc分别为180º、90º和60º时输出功率和相应的基极偏压VBB，以及θc=60º时的集电极效率（忽略集电极饱和压降）。[例4.2.1]2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师354.2.4功率和效率与半通角的

关系解：由当θc=60º时，同θc=180º一样4.3丙类高频功率放大器的工作状态分析集电极负载是包含电抗元件的谐振回路。集电极电流和电压的波形可能截然不同。为了获取大功率、高效率的输出，必须对谐振功率放大器的工作状态进行分析。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师364.3.1动态特性的近似分析法晶体管的静态特性是在集电极回路没有负载阻抗的条件下获得的。例如，维持集电极电压vCE不变，改变基极电压vBE，就可求出一组静态转移（iC-vBE）曲线族。如果集电极回路有负载阻抗且为谐振回路，则当改变vBE使iC变化时，负载上有电压降，就必然同时引起vCE的变化。在考虑了谐振负载的反作用后，在晶体管参数及电路参数VCC、VBB、Vbm和Re（谐振电阻）一定时，所获得的iC与vBE、vCE的关系曲线，即iC=f(vBE,vCE)函数曲线，称为动态曲线。在iC-vCE平面上的动态曲线常称为动态负载线或称为交流负载线。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师374.3.1动态特性的近似分析法当谐振功率放大器工作在丙类状态，其基波电流Ic1m与vBE和vCE并不是线性关系，不能用线性放大器工作在甲类状态或甲乙类状态时，通过确定负载线与两个坐标轴的交点再连成直线而获得动态负载线的方法。若利用晶体管含有高频特性的转移特性曲线进行非线性函数的解析求解将十分烦琐。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师384.3.1动态特性的近似分析法为了简化分析，常采用近似分析法，通常称为准静态分析法。它做两个假设。一是假设谐振回路具有理想的滤波特性，其上只能产生基波电压，而其他谐波分量的电压均可忽略。二是假设晶体管的特性用输入和输出静态特性曲线表示，其高频效应可以忽略。它采用参变量vBE而不是通常的iB来描述输入特性曲线（根据晶体管的输入特性曲线可将iB转换为vBE）。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师394.3.1动态特性的近似分析法当谐振功率放大器工作在谐振状态时，其动态特性可由四个电压量即VBB、Vbm、VCC和Vcm所确定的外部特性方程确定，即在设定四个电压量的数值后，当ωt按等间隔给定不同的数值时，vBE和vCE便是确定的数值。1.近似分析法的原理2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师40然后，根据不同ωt上的vBE和vCE值，在以vBE和vCE为参变量的特性曲线上，找出对应的动态点和由此确定的iC值4.3.1动态特性的近似分析法2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师411.近似分析法的原理4.3.1动态特性的近似分析法动态点的连线：动态负载线画出iC波形运用图解积分法求Ic0和Ic1m：Ic0：电流脉冲波形与横轴所围面积的平分线所对应的数值Ic1m：平分线与电流脉冲顶点和横轴距离间的最小值确定谐振电阻Re：Re=Vcm/Ic1m计算谐振功率放大器的功率性能：PD、Po、PC和ηC2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师421.近似分析法的原理2.动态特性的简化分析4.3.1动态特性的近似分析法在粗略估算时，还可用更加简单的方法绘制直线形式的交流负载线并确定电流脉冲高度。方法如下。代入2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师434.3.1动态特性的近似分析法具体做法是在vCE轴上用V0确定B点，使OB=V0从B点作斜率为-gd的直线，它与静态转移特性曲线中vBEmax（vBEmax=VBB+Vbm）所对应的输出特性曲线的交点为A点。所得的AB线段即为直线化的动态负载线。设定不同数值的VBB、Vbm、VCC和Vcm，画出的集电极电流脉冲波形及其数值就不同。由此求得的Re及相应的功率性能也就不同。要了解谐振功率放大器性能变化的特点，必须了解这四个电压量是如何影响放大器性能的。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师442.动态特性的简化分析4.3.2欠压、临界和过压状态根据谐振功率放大器在一个工作周期内动态负载线是否进入饱和区，可将放大器分为三种工作状态欠压临界过压2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师454.3.2欠压、临界和过压状态（1）欠压状态在一个工作周期内，负载线不进入饱和区。动态负载线为曲线①，集电极电流为余弦脉冲波形。（2）临界状态在一个工作周期内，负载线有一点处于饱和区和放

区的交界处动态负载线为曲线②，Aʹ处于放大区与饱和区的临界点。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师46（3）过压状态在一个工作周期内，负载线有一部分进入饱和区动态负载线为曲线③，其中的一段曲线AʹʹʹAʹʹ处于饱和区，集电极电流脉冲出现了凹陷，脉冲高度对应于点Aʹʹ的集电极电流，凹陷深度对应于点Aʹʹʹ的集电极电流。4.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论1.负载特性

VBB、Vbm和VCC一定时，放大器性能随谐振电阻Re（即Rp）变化的特性。1）Re对工作状态的影响当Re增大，动态特性线以静态工作点为中心逆时针旋转，必将引起Vcm增大。放大器将由欠压进入到过压状态。iC由接近余弦变化的电流脉冲变为中间凹陷的脉冲。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师474.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2）电流Ic0、Ic1m及电压Vcm随Re变化的曲线由iC波形可以画出Ic0、Ic1m和Vcm随Re变化的特性曲线在欠压区，Re由小增大时，电流脉冲的高度略有减小。相应地，Ic0和Ic1m也略有减小。因为Vcm=Ic1mRe，由于Ic1m变化不大，所以Vcm随Re的增加而近似线性地增大。在过压区，由于电流脉冲出现凹陷，Ic0和Ic1m迅速下降，但由于Re继续增大，因此Vcm缓慢上升。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师481.负载特性3）功率和效率随Re变化的曲线由Ic0、Ic1m和Vcm的变化由PD=VCCIc0，当VCC不变时，PD随Re的变化与Ic0随Re的变化相近。由Po=Ic1m2Re/2欠压状态：Ic1m变化不大，Po随Re的变化与Ic1m随Re的变化相近，即随着Re的增大而增大。临界状态：Po达到最大值。过压状态：Vcm变化不大，由Po=Vcm2/(2Re)可知，Po随Re的增大迅速减小。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师494.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论1.负载特性Po、PD、PC和ηC随Re变化的曲线2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师503）功率和效率随Re变化的曲线1.负载特性由PD=VCCIc0可知，PD的变化曲线与Ic0的变化曲线类似。由PC=PD-Po可知，管耗曲线由PD和Po曲线相减得出。尤其是当Re→0时，PC趋于最大值。由ηC=g1(θc)Vcm/VCC/2可知，由于θc不变，g1(θc)不变。欠压区：ηC随Re变化与Vcm随Re的变化相近，ηC也随Re增大。过压区：Po和PD都减小，但Po比PD减小得慢，从而ηC略有增大，PC略有减小。4.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论若Re的取值使晶体管工作在临界状态，则Po达到最大，而且ηC较大，PC较小，放大器接近最佳性能。因此，通常将相应的Re值称为谐振功率放大器的匹配负载，用Reopt表示。由Po=Vcm2/(2Re)，可求得在临界工作时，电源电压利用系数

接近于1，作为工程估算，可设

=1，则最佳匹配负载可根据所需输出信号功率Po近似确定为2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师511.负载特性4.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论3）功率和效率随Re变化的曲线2.调制特性是晶体管调制电路的基本特性，分集电极调制和基极调制两种特性。指VBB、

Vbm和Re固定，放大器性能随VCC变化的特性①VCC变化对工作状态的影响1）集电极调制特性由于VBB和Vbm固定，半通角θc、发射结电压vBEmax固定，因此iC宽度固定当VCC减小时，动态线向左平移临界点随着动态线的平移将沿着输出特性曲线向左移动放大器从欠压状态经由临界进入到过压状态2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师524.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2.调制特性②电流Ic0、Ic1m及电压Vcm随VCC变化的曲线1）集电极调制特性在欠压状态，随着VCC减小，集电极电流脉冲的高度略有减小，因而Ic0和Ic1m（相应的Vcm）也将略有减小。当VCC由大变小时，vCEmin也由大变小，放大器的工作状态将由欠压进入过压。在过压状态，随着VCC减小，集电极电流脉冲的高度降低，凹陷加深，因而Ic0和Ic1m（相应的Vcm）将迅速减小。iC波形也由接近余弦变化的脉冲波变为中间凹陷的脉冲波2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师534.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师544.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2.调制特性1）集电极调制特性指Vbm、VCC、Re固定，放大器性能随VBB变化的特性。当Vbm一定，VBB自负值向正值方向增大时，由vBEmax=VBB+Vbm可知，vBEmax所对应的输出特性曲线向上平移。谐振放大器由欠压状态到达临界再进入过压状态。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师554.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2.调制特性2）基极调制特性①VBB变化对工作状态的影响随着VBB的增大，集电极电流脉冲不仅宽度增大，而且还因vBEmax增大而使其高度增加，因而Ic0和Ic1m（相应的Vcm

）增大。结果使vCEmin减小，放大器由欠压进入过压状态。进入过压状态后，随着VBB向正值方向增大，集电极电流脉冲的宽度和高度均增加，但凹陷也加深。结果是Ic0和Ic1m（相应Vcm

）均将增加，但增大得十分缓慢，可认为近似不变。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师564.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2.调制特性2）基极调制特性②电流Ic0、Ic1m及电压Vcm随VBB变化的曲线2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师574.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2.调制特性2）基极调制特性2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师584.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2.调制特性3）集电极调幅电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师594.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论2.调制特性4）基极调幅电路指VBB、VCC和Re固定，放大器性能随Vbm变化的特性。1）

Vbm变化对工作状态的影响当VBB、VCC和Re固定，随着Vbm的增大，放大器的vBEmax=VBB+Vbm随之增大vBEmax对应的输出特性曲线向上平移放大器从欠压状态到达临界再进入到过压状态2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师604.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论3.放大特性2）电流Ic0、Ic1m及电压Vcm随Vbm变化的曲线由于Vbm增大，半通角θc、发射结电压vBEmax增大，因此集电极电流脉冲的宽度和高度增大。放大器的工作状态由欠压进入过压。进入过压状态后，随着Vbm增大，集电极电流脉冲出现中间凹陷，且随高度和宽度增加，凹陷加深。Ic0、Ic1m和相应的Vcm随Vbm变化的特性与基极调制特性类似。固定VBB、增大Vbm和固定Vbm

、增大VBB的情况分析是类似的。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师614.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论3.放大特性2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师624.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论3.放大特性1）

Vbm变化对工作状态的影响2）电流Ic0、Ic1m及电压Vcm随Vbm变化的曲线3.放大特性①作为线性功率放大器：放大振幅按调制信号规律变化的调幅信号为了使输出信号振幅Vcm反映输入信号振幅Vbm的变化，放大器必须在Vbm变化范围内工作于欠压状态。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师634.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论

②用作振幅限幅器：将振幅Vbm在较大范围内变化的输入信号变换为振幅恒定的输出信号。放大器必须在Vbm变化范围内工作在过压状态。输入信号振幅的最小值应大于临界状态所对应的Vbm值（限幅门限值）。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师644.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论3.放大特性4.四个特性在调试中的应用在调试谐振功率放大器时，上述四个特性是十分有用的。用改变Re的方法判断工作状态较为普遍。还可根据实际情况通过改变VCC、Vbm、VBB来判断。不论采用哪种电量判断工作状态或调整Po和ηC时，都必须保证回路谐振在工作频率上。例如，一个丙类谐振功率放大器，设计在临界状态，现若发现所研制放大器的Po和ηC均不能达到设计要求，则应如何进行调整？2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师654.3.3四个电压量对性能影响的

定性讨论4.4丙类高频功率放大器电路在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电路（包括集电极馈电和基极馈电）和阻抗匹配网络（包括输入阻抗匹配网络和输出阻抗匹配网络）两部分组成。现对常用电路组成形式进行讨论。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师664.4.1直流馈电电路晶体管各电极必须有直流电源供电，把直流电源馈送到晶体管各电极的电路称为馈电电路。对直流馈电电路的要求是交流电流有交流通路，直流电流有直流通路。交流电流不通过直流通路，以避免电源两端的电压波动。一般通过高频扼流圈、旁路电容或隔直电容等将交、直流通路分开。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师674.4.1直流馈电电路1.集电极直流馈电电路：串联馈电和并联馈电2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师68串联馈电：直流电源VCC、阻抗匹配网络和功率管在电路形式上为串接。LC：高频扼流圈

在信号频率上：感抗很大，接近开路，

对高频信号具有“抑制”作用。CC：容抗很小，为旁路电容，对高频具有短路作用CC与LC：电源滤波电路，避免信号通过直流电源而产生极间反馈，造成工作不稳定。4.4.1直流馈电电路L、C：谐振在信号频率上，对信号频率呈高阻抗。阻抗匹配网络处于直流高电位上，网络元件不能直接接地。直流电源与地电位之间有杂散电容且容量比较大。直流电源的一端必须接在高频地电位，以避免直流电源对地的分布电容对回路（谐振频率）产生影响。需要测量电流时，电流表只能串接在高频地电位，避免电流表对地的分布电容对谐振回路产生影响。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师691.集电极直流馈电电路：串联馈电和并联馈电4.4.1直流馈电电路并联馈电：直流电源VCC、阻抗匹配网络和功率管在电路形式上为并接LC为高频扼流圈，CC1为隔直流电容，CC2为电源滤波电容在信号频率上：LC的感抗很大，接近开路CC1和CC2的容抗很小，接近短路信号电压vc直接反映在LC上，加到功率管集电极上的电压vCE=VCC+vc，与串馈电路相同2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师701.集电极直流馈电电路：串联馈电和并联馈电4.4.1直流馈电电路CC1：隔断直流阻抗匹配网络处于直流地电位上，网络元件可以直接接地在电路板上的安装比串馈电路方便LC和CC1并接在阻抗匹配网络上，它们的分布参数将直接影响网络的调谐LC：高频扼流圈，感抗大小相对谐振电阻Re而言在信号频率上，LC和Re并联，当满足ωLC>>Re时，认为集电极电流中的基波分量只能通过谐振回路1/(ωCC1)的大小也是相对Re而言的，应满足1/(ωCC1)<<Re。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师711.集电极直流馈电电路4.4.1直流馈电电路2.基极直流馈电电路要使放大器工作于丙类，功率管的基极应加反向偏压或加小于导通电压VBZ的正向偏压。基极的直流电源很少使用独立电源，大多利用射极电流或基极电流里的直流成分，通过外接电阻或器件的固有电阻形成偏压，也可采用自给偏压电路。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师724.4.1直流馈电电路A点的直流电位：由VCC通过RB1和RB2的分压提供为保证丙类工作，其值应小于功率管的导通电压2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师732.基极直流馈电电路4.4.1直流馈电电路ib：基极电流脉冲，Ib0：平均分量，在电阻RB或高频扼流圈LB的固有直流电阻上产生压降，为基极提供偏置电压LB：避免RB、CB1对输入阻抗匹配网络的旁路影响。

自给偏压电路，具有自稳幅的作用2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师742.基极直流馈电电路1）自给偏压的生成当在基极输入的交流电压vb(t)≠0，基极电流ib(t)≠0，且为脉冲电流波形。ib(t)可分解为平均分量Ib0（直流分量）、基波分量Ib1mcosωt和二次谐波分量Ib2mcos2ωt等。由基尔霍夫定律，有ib=i1+i2。由于i2支路有高频扼流圈，因此仅ib(t)里的平均分量Ib0可以通过，故有i2=Ib0。Ib0流过支路电阻后形成直流压降。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师752.基极直流馈电电路4.4.1直流馈电电路4.4.1直流馈电电路2）自稳幅作用当输入信号vb(t)=0，VBE=0，基极没有直流偏置vb(t)的振幅变大，Ib0随之增大由VBE=-Ib0RB可知，VBE负向增大RB起到了直流负反馈的作用这种偏置电压随输入信号电压振幅变化的效应称为自给偏置效应因反向直流偏置电压VBE的增大，使vb(t)的导通角变小，相应的振幅变小因此具有自稳幅作用2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师762.基极直流馈电电路2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师772.基极直流馈电电路LB

为功率管基极电路提供直流通路。4.4.1直流馈电电路4.4.2阻抗匹配网络要求与计算1.阻抗匹配网络要求在发射机中，为获得大的高频输出功率，通常采用多级高频功率放大的方式。匹配网络分为输入、级间耦合和输出三种匹配电路。输入匹配网络用于信号源与丙类谐振功率放大器之间。高频功率晶体管在大信号工作条件下输入阻抗实数部分的数值通常只有几欧到数十欧，而信号源的电阻（50Ω）比晶体管输入电阻要高。在输入电流较小的小功率状态也有可能信号源的电阻比晶体管输入电阻低。为了使信号源的功率有效地加到高频功率晶体管的发射机上，采用输入阻抗匹配实现最大功率传输。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师784.4.2阻抗匹配网络要求与计算级间耦合匹配网络用于丙类功率放大器的推动级与输出级之间。实现推动级与输出级的阻抗匹配。输出匹配网络用于输出级与天线负载之间。起到具有阻抗匹配、谐波抑制和功率传输的作用。要求网络的传输效率ηk=PL/Po尽可能接近于1。谐波抑制度和传输效率的要求往往是矛盾的。提高谐波抑制度就会牺牲传输效率，反之亦然。三种匹配网络都可以采用电感L和电容C组成的L形、π形或T形匹配网络，但π形或T形匹配网络在实际电路中应用较广泛。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师791.阻抗匹配网络要求4.4.2阻抗匹配网络要求与计算因为丙类高频功率放大器工作在非线性状态，所以线性电路的阻抗匹配概念是不适用的。丙类高频功率放大器的阻抗匹配是指在给定的电路条件下，通过匹配网络将负载电阻转换为高频功率放大器工作状态所需的最佳电阻。最佳电阻Re是根据需要决定的。对于输出级，要求输出功率最大，放大器应工作在临界状态，最佳电阻Re应保证放大器工作于临界状态。对于中间级，要求输出电压变化小，放大器应工作于过压状态，最佳电阻Re应保证放大器工作于过压状态。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师801.阻抗匹配网络要求4.4.2阻抗匹配网络要求与计算1）输入匹配网络2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师811.阻抗匹配网络要求4.4.2阻抗匹配网络要求与计算

已知高频功率放大器的晶体管输入阻抗为RL=20Ω和CL=10pF的并联值，信号源电阻Rs=50Ω，工作频率为10MHz，采用图（a）所示输入匹配网络，要求通频带为2.5MHz，设计输入匹配网络的参数值。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师82（1）根据题意，可画出T形输入匹配网络的等效电路。[例4.4.1]解：4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师83解：[例4.4.1]（3）由于要求通频带为2.5MHz，

而工作频率为10MHz，因此得品质因数T形网络的Qmax=2QL=8。对于Rs>RL的T形网络，从负载端开始计算。（2）将RL与CL并联电路等效为RʹL与CʹL串联电路4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师84解：[例4.4.1]取Qe2=8（4）Xs2和RʹL支路的计算。

4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师85解：[例4.4.1](5）XCp与Rʹe的并联支路。（6）信号源端L形网络的Q值为4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师86解：[例4.4.1]（7）信号源端L形网络的电感和电容计算。4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师87解：[例4.4.1]（8）Xs1与Rs串联支路，Qe1=Xs1/Rs，则4.4.2阻抗匹配网络要求与计算T1组成的推动放大器的输出电阻为R1，输出电容为Co由于输出级对输出功率有一定的要求，通常工作在大电流状态，因此输入电阻R2较小，比推动级输出电阻要小，即R1>R2推动级的输出电阻R1是由推动级的输出功率决定的，Co=2Cob（Cob为T1管在低频区的输出电容）2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师882）级间耦合匹配网络1.阻抗匹配网络要求4.4.2阻抗匹配网络要求与计算R2为T2管的输入电阻，它随输入基极电流的增大而减小当输入电流达到较大值后，其数值变化很小，约在几欧至数十欧不同管子的输入电阻是有差异的，可用网络分析仪测试在大电流条件下也可近似用rbbʹ代替2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师892）级间耦合匹配网络1.阻抗匹配网络要求4.4.2阻抗匹配网络要求与计算

已知T1管组成的推动级的电源电压VCC=5V，输出功率Po=20mW，T1管的VCES=0.5V（晶体管饱和压降），Cob=5pF，T2管的rbb'=32

Ω。在工作频率f=10MHz时，试计算如图（a）所示的级间匹配网络的参数值。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师90[例4.4.2]（1）设T1管组成的推动级工作于临界状态，则解：将R1和Co的并联电路等效为Rʹ1和Cʹo的并联电路4.4.2阻抗匹配网络要求与计算

2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师91[例4.4.2]由解：（2）将图（a）等效为左图所示的等效电路由于Rʹ1>R2，因此T形网络计算从负载端开始。负载端的Qe2满足4.4.2阻抗匹配网络要求与计算

2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师92[例4.4.2]（3）Xs2和R2串联支路的计算。解：(2)（4）Cʹ2和Rʹe并联支路的计算。取Qe2=6，则中间阻抗为4.4.2阻抗匹配网络要求与计算

2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师93[例4.4.2]（6）Xs1与Rʹ1的的串联支路，Qe1=Xs1/Rʹ1，可得解：(5)前端L形网络的再由C1=36.94pF4.4.2阻抗匹配网络要求与计算

2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师94[例4.4.2]（7）Lp与Rʹe的的并联支路，Qe1=Rʹe/

(2πfLp)，可得解：（8）Lp与Cʹ2的的并联支路，可得4.4.2阻抗匹配网络要求与计算在发射机中，高频功率放大器输出级的实际负载是天线。天线与输出级的连接有两种方式：直接连接到输出端，天线与输出级之间必须有阻抗匹配网络。通过传输电缆连接到输出级。无线通信多采用特性阻抗为50Ω的传输电缆：先将高频功率放大器的输出阻抗通过阻抗匹配网络与50Ω的传输电缆实现阻抗匹配。然后传输电缆的另一端经另一匹配网络与天线实现阻抗匹配。传输电缆的连接是通过与传输电缆特性阻抗相同的插头与插座实现的。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师953）输出匹配网络1.阻抗匹配网络要求4.4.2阻抗匹配网络要求与计算高频功率放大器的输出级通常工作于临界状态，其输出功率最大。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师963）输出匹配网络1.阻抗匹配网络要求对应的输出电阻，输出电容Co≈2Cob。输出匹配网络通常采用π形或T形网络。由于晶体管参数估值的偏差和电路分布参数的影响，实际制作的匹配网络通常需要调整，即要完成阻抗匹配调节和谐振调节。因此匹配网络最好能有两个可以调节的元件。通常是对网络中的电容进行调整，可选用可变电容（最大值为计算值的2~3倍）来实现。4.4.2阻抗匹配网络要求与计算

利用高频功率晶体管3DA21A设计一个工作频率f=50MHz，输出功率为2.5W，负载阻抗RL=50Ω的输出阻抗匹配网络。3DA21A晶体管的参数为PCM=7.5W（最大允许集电极耗散功率）；ICM=1A（最大允许集电极电流）；V(BR)CEO=30V（集电极反向击穿电压）；VCES=1V（晶体管饱和压降）；Cob=18pF（共基接法晶体管输出电容）；rbb'=7

Ω。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师97[例4.4.3]

（1）高频功率放大器最佳输出电阻的确定丙类高频功率放大器工作于临界状态时的输出功率最大，而效率较高。输出级应该选取临界工作状态，其输出电压振幅Vcm=VCC-VCES。直流电源电压VCC的选取一般应满足VCC<0.5V(BR)CEO。若选取VCC=12V，由于要求Po=2.5W，故解：4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师98[例4.4.3]（2）输出匹配网络形式的选取根据Re=24.2Ω，Co≈2Cob=2×18pF=36pF和RL=50Ω，并考虑到有两个可调电容为回路的元件，可采用如图（a）和图（b）所示的网络形式。解：4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师99[例4.4.3]

（3）图（a）所示π形输出匹配网络的计算解：

①因为Rs<RL，所以从负载端开始计算。对于负载端Xs2和Xp2的L形网络取Qe2=4。

②求负载端的L形网络参数，C2与RL并联，由得4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师100[例4.4.3]解：③

求信号源端的L形网络

Xs1串联支路的由Xs2串联支路的

，可得4.4.2阻抗匹配网络要求与计算2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师101[例4.4.3]解：

Xp1并联支路的4.4.2阻抗匹配网络要求与计算还可以采用T形网络。对于不同的Rs和RL的变化关系，选取合适的T形匹配网络。用两个可调节的电容实现调谐与匹配的微调。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1023）输出匹配网络1.阻抗匹配网络要求4.4.3复合输出回路将天线回路通过互感或其他形式与集电极调谐回路相耦合。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师103介于晶体管与天线回路的L1C1回路：中介回路RA、CA：天线的辐射电阻与等效电容。Ln、Cn：天线回路的调谐元件天线回路处于串联谐振状态时，反映到L1C1中介回路的反射电阻为r’获得最大的天线回路电流iK，天线辐射功率达到最大从晶体管集电极向天线方看过去，输出回路应等效为一个并联谐振回路。4.4.3复合输出回路反射阻抗因而并联等效回路的谐振阻抗为从集电极看过去的谐振阻抗为改变M，可在不影响回路调谐的情况下，调整中介回路等效阻抗，达到阻抗匹配。耦合越紧即M越大，则rʹ越大，回路的等效阻抗也就下降越多。即使负载（天线）断路，也不会造成电子器件的严重损害。滤波作用比单谐振回路好。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1044.4.3复合输出回路中介回路传输效率ηk：定义为送至负载的有效功率与送至回路的总交流功率之比由得要使回路的传输效率高，则空载Q值越大越好，有载Q值越小越好。中介回路本身的损耗越小越好。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1054.4.3复合输出回路考虑天线回路后，谐振电阻Rʹp对工作状态的影响天线功率PA为直流电源的供给功率PD经放大器转换为天线功率PA。总效率为η。它是中介回路效率ηk和集电极效率ηC的乘积，即2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1064.4.4实用电路举例1.160MHz，13W丙类功率放大器2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1074.4.4实用电路举例2.175MHz，VMOS管丙类功率放大器2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1084.5倍频器

使输出信号频率等于输入信号频率整数倍丙类谐振功放：将输出谐振回路调谐在输入信号频率的n次谐波上（n为正整数）可近似认为，输出谐振回路上仅有iC中的n次谐波分量产生的高频电压，而其他分量产生的电压均可忽略。在负载RL上得到了频率为输入信号频率n倍的输出信号功率。就是将输入信号频率倍增n倍的倍频器。广泛应用于无线电发射机等电子设备中。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1094.5倍频器根据上述原理构成的晶体管倍频器，它的倍频次数不能太高。一般用作二倍频或三倍频器。原因：集电极电流脉冲中包含的谐波分量幅度总是随着n的增大而迅速减小。倍频次数过高，晶体管倍频器的输出功率和效率就会过低。倍频器的输出谐振回路需要滤除高于n和低于n的各次谐波分量。低于n的分量（包括n=1的基波分量）幅度比有用分量大，要将它们滤除较为困难。倍频次数过高，倍频器对输出谐振回路提出的滤波要求就会过于苛刻而难以实现。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1104.5倍频器并联谐振输出回路L3C3谐振在三次谐波上，用以获得三倍频的输出电压。串联谐振回路L1C1、L2C2分别谐振在基波和二次谐波频率上。它们与L3C3相并联。L1C1对基波频率信号相当于短路。L2C2对二次谐波信号相当于短路。有效地抑制基波和二次谐波的输出。L1C1、L2C2称为串联陷波电路。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1114.5倍频器若要求的倍频次数高，可采用多级倍频器。例如：使用串联连接的两级倍频器就可以实现四次倍频。在单级二倍频器后再加一级三倍频器，则可获得六倍频器。当倍频器次数较高时，一般都采用变容二极管、阶跃二极管构成的参量倍频器，它们的倍频次数可以高达40倍以上。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1124.6丁类和戊类高频功率放大器丙类功率放大器提高效率是依靠减小集电极电流的半通角θc实现的。θc减小使集电极电流中的直流分量Ic0减小，就能提高集电极效率。θc的减小是有限度的，θc减小，Ic1m下降，输出功率就会降低。若要保持一定的输出功率，就需要增加输入信号的幅度，这将增加前级功率放大器的负担。为实现高效率，可以采用开关工作的谐振功率放大器（丁类）。它的电流半通角固定为90º。当晶体管两端处于高电压时，使流过晶体管的电流很小。当流过晶体管的电流很大时，使晶体管两端的电压很低。能降低晶体管的损耗功率，提高集电极效率。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1134.6.1丁类高频功率放大器vb1和vb2是由vi通过变压器产生的两个极性相反的输入激励电压。分别加到两个特性配对的同型功率管T1和T2的输入端。输入激励电压是角频率为ω的余弦波，且其幅值足够大，足以使vi正半周时T1管饱和导通，T2管截止。A点对地的电压vA在T1管饱和导通时为VCC-VCES，T2管饱和导通时为VCE。合成的vA是幅值为VCC-2VCES的矩形方波电压。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1144.6.1丁类高频功率放大器2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1154.6.1丁类高频功率放大器矩形方波电压vA电压加到由L、C和RL组成的串联谐振回路上。若调谐回路调谐在输入信号的频率上，且其Q足够高，则可近似认为通过回路的电流iL是由通过上、下两管的电流合成的。导通时上、下两管的电流很大，但相应的管压降很小（均为VCES）。每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高。一般可达到90%以上。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师116vA(t)的基波分

量为4.6.1丁类高频功率放大器vA是振幅为VCC-2VCES、角频率为ω的矩形波串联LC回路的谐振频率为ω只有vA中的基波分量在RL上能建立起基波电压。vA(t)可以用开关函数K1(ω1t)描述为在串联谐振回路的有载品质因数Q足够高时，流过负载RL的电流iL应为基波2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师117由于VCC只在正半周期提供能量，Ic0为半个余弦脉冲的平均值，即Ic0=Ic1m

/

，因此直流电源供电功率为4.6.1丁类高频功率放大器负载电流iL是由晶体管T1和T2分别导通时集电极电流iC1和iC2反向合成而得，即iL=iC1-iC2。每个电流脉冲的振幅与负载电流iL的振幅相同。集电极效率为效率受饱和压降VCES的影响，VCES越小，效率越高。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1184.6.1丁类高频功率放大器

试分析如图4.6.1所示丁类高频功率放大器的输出功率和集电极效率。已知VCC=18V，VCES=0.5V，RL=50Ω。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师119[例4.6.1]解：4.6.2戊类高频功率放大器戊类放大器是正在发展的一类放大器。采用单管工作于开关状态。它的特点是选取适当的负载网络参数，以使它的瞬态响应最佳。当开关导通（或断开）的瞬间，只有当器件的电压（或电流）降为零后，才能导通（或断开）。即使开关转换时间相较于工作周期已相当长，也能避免在开关器件内同时产生大的电压或电流，避免了在开关转换瞬间器件的功耗，从而克服了丁类放大器的缺点。2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1204.6.2戊类高频功率放大器2026/10/16上海师范大学信息与通信工程系主讲教师1214.6.2戊类高频功率放大器L1是高频扼流圈，它的阻抗足够大，因而流经它的电流ICC为恒定值。L0C0为串联谐振回路，它的有载品质因数足够高（考虑了等效负载电阻RL的影响），因而输出电流（亦即输出电压）为正弦波形。C1为晶体管的输出电容；C2为外接电容，以使放大器获得所期望的性能，同时也消除了在丁类放大器中由C1所引起的功率损失，因而提高了放大器