+121RB1UiQ102TTRB2GtDGINE甲类功率放大器丙类功率放大器。图3-1高频功率放大器U Bo =Ueo +0.7V(3-3)(3-4)UcBo=Ucc-Ico(Rpi+Rel)（2）负载特性如图3-1所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定，两级间通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率P。可表示为：P = Ph /nB(3-5)式中，P为输出负载上的实际功率，Ⅱ为变压器的传输效率，一般为Ⅱ=0.75~0.85。1ctic+BuVibIcQRElNZXXZat0Ucc+/Ucm+44t4图3-2甲类功放的负载特性图3-2为甲类功放的负载特性。为获得最大不失真输出功率，静态工作点Q应选在交流负载线AB的中点，此时集电极的负载电阻Ra称为最佳负载电阻。集电极的输出功率Pc的表达式为：1 ucm1Pe==ucmlcm=(3-6)2RH214
14 图 3-1 高频功率放大器 UBQ = UEQ + 0.7V （3-3） ( ) CBQ CC CQ RF1 RE1 U =U − I + （3-4） （2）负载特性 如图 3-1 所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定,两级间通过变 压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率 P0 可表示为： P PH B 0 = （3-5） 式中，PH′为输出负载上的实际功率，ηB 为变压器的传输效率，一般为ηB=0.75~0.85。 图 3-2 甲类功放的负载特性 图 3-2 为甲类功放的负载特性。为获得最大不失真输出功率，静态工作点 Q 应选在交流 负载线 AB 的中点，此时集电极的负载电阻 RH 称为最佳负载电阻。集电极的输出功率 PC 的表 达式为： H Cm C Cm Cm R u P u I 2 2 1 2 1 = = (3-6)
式中，u为集电极输出的交流电压振幅，I。为交流电流的振幅，它们的表达式分别为(3-7)Ucm=Ucc-IcoRel-UcES式中，Uces称为饱和压降，约1V(3-8)Iem = Ico如果变压器的初级线圈匝数为N1，次级线圈匝数为N2，则N-nRA(3-9)N,RH式中，R为变压器次级接入的负载电阻，即下级丙类功放的输入阻抗。（3）功率增益与电压放大器不同的是功率放大器应有一定的功率增益，对于图3.1所示电路，甲类功率放大器不仅要为下一级功放提供一定的激励功率，而且还要将前级输入的信号，进行功率放大，功率增益A的表达式为(3-10)Ap= P/P其中，P,为放大器的输入功率，它与放大器的输入电压u.及输入电阻R,的关系为um= /2R,P(3-11)tue()式中，Ri又可以表示为u;()R, = he+(1+he)Rpl(3-12)U.式中，hi。为共发接法晶体管的输入电阻，高频工作时，可认为它近似等于晶体管的基极体电阻rhhr。为晶体管共发接法电流放大系数，在高频情况下它是复数，为方便起见可取晶体管直流放大系数β。i,(2、丙类功率放大器Irms（1）基本关系式Ibo如图3-1所示，丙类功率放大器的基极偏置电压0Ue是利用发射极电流的直流分量IEo（～Ia）在射极电()阻Re2上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。cm当放大器的输入信号u，为正弦波时，则集电极的输出Ico电流i.为余弦脉冲波。利用谐振回路L,C的选频作用可输出基波谐振电压ue1，电流i.1。图3-3画出了丙类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。"e（分析可得下列基本关系式：Ucl(t)(3-13)UccUdm= IamR式中，udm为集电极输出的谐振电压即基波电压t的振幅；图3-3丙类功放的基极、集电极电15
15 图 3-3 丙类功放的基极、集电极电 流和电压波形 式中，ucm 为集电极输出的交流电压振幅，Icm 为交流电流的振幅，它们的表达式分别为 cm CC CQ RE UCES U = U − I 1 − （3-7) 式中，uCES 称为饱和压降，约 1V cm CQ I I （3-8) 如果变压器的初级线圈匝数为 N1，次级线圈匝数为 N2，则 ' 2 1 H B H R R N N = (3-9) 式中，RH′为变压器次级接入的负载电阻，即下级丙类功放的输入阻抗。 （3）功率增益 与电压放大器不同的是功率放大器应有一定的功率增益，对于图 3.1 所示电路，甲类功 率放大器不仅要为下一级功放提供一定的激励功率，而且还要将前级输入的信号，进行功率 放大，功率增益 Ap 的表达式为 AP = Po Pi （3-10） 其中，Pi 为放大器的输入功率，它与放大器的输入电压 uim 及输入电阻 Ri 的关系为 uim = 2RiPi (3-11) 式中，Ri 又可以表示为 ( ) Ri hie + 1+ hfe RF1 (3-12) 式中，hie 为共发接法晶体管的输入电阻，高频工 作时，可认为它近似等于晶体管的基极体电阻 rbb¹ 。 hfe 为晶体管共发接法电流放大系数，在高频情况下它 是复数，为方便起见可取晶体管直流放大系数β。 2、丙类功率放大器 （1）基本关系式 如图 3-1 所示，丙类功率放大器的基极偏置电压 uBE 是利用发射极电流的直流分量 IEO（≈ICO）在射极电 阻 RE2 上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。 当放大器的输入信号 / i u 为正弦波时，则集电极的输出 电流 ic 为余弦脉冲波。利用谐振回路 L2C3 的选频作用 可输出基波谐振电压 uc1,电流 ic1。图 3-3 画出了丙类 功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。 分析可得下列基本关系式： clm clmRo u = I (3-13) 式中, clm u 为集电极输出的谐振电压即基波电压 的振幅；
Iclm为集电极基波电流振幅：Ro为集电极回路的谐振阻抗。1 ucim1-rauRo"(3-14)Pe=ucm'cim=n22 Ro式中，PC为集电极输出功率P, = uclco(3-15)式中，PD为电源uc。供给的直流功率；ICO为集电极电流脉冲ic的直流分量。电流脉冲i.经傅立叶级数分解，可得峰值I与分解系数a.(①)的关系式Icm= Icm·a(O)a,(@)(3-16)nIco = I.·a(0)0.61. 00.50.9al分解系数α, (①)与0 的关系ac0.40.80.30.7如图3-4所示。0.60.2放大器集电极的耗散功率Pc为d:n0. 10.5(3-17)Pe" =Pp- Pe0.4放大器的效率n为0040080012001600Pp-I,Uelm.Lelm0n=P,-2UccIo图3-4电流脉冲的分解系数1, Uam.a(@)(3-18)2'Ucca(9)1 a(@)25.(9)式中：5=Uam/Uα称为电压利用系数。ii.IcmUB2 00wt0Ube 0Aube-Ubmcoswt4图3-5输入电压ube与集电极电流i。波形16
16 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0 0 400 800 1200 1600 θ 图 3-4 电流脉冲的分解系数 a1 θ wt c m I 1 为集电极基波电流振幅；Ro 为集电极回路的谐振阻抗。 0 2 1 0 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 R u P u I I R C m C = C m C m = C m = (3-14) 式中，PC 为集电极输出功率 D cc co P = u I (3-15) 式中，PD 为电源 cc u 供给的直流功率； ICO 为集电极电流脉冲 ic 的直流分量。 电流脉冲 ic 经傅立叶级数分解，可得峰值 Icm 与分解系数 () an 的关系式 = • = • ( ) ( ) 0 0 1 I I a I I a c cm cm cm (3-16) ( ) an 分解系数 ( ) an 与θ的关系 a0 如图 3-4 所示。 放大器集电极的耗散功率 PC′为 a2 PC′=PD - PC （3-17） 放大器的效率η为 ( ) ( ) ( ) () 0 1 0 1 1 0 1 1 2 1 2 1 2 1 a a a a U U I I U U P P CC c m c c m CC c m D D = = • • = = • • (3-18) 式中： Uc m Ucc / = 1 称为电压利用系数。 c i c i Icm Uj UB θ o ube o 2θ wt ube=Ubmcoswt 图 3-5 输入电压 be u 与集电极电流 c i 波形