上海交通大学：《通信基本电路》课程教学资源（讲义）第六章 高频功率放大器

第六章高频功率放大器 6.1非谐振功率放大器 6.2谐振功放的工作原理 6.3谐振功放的折线近似分析法 6.4晶体管功放的高频特性 6.5高频功放的电路组成（匹配） 6.6丁类功放 6.7传输线变压器 6.8功率合成

第六 章 高频功率放大器 6.1 非谐振功率放大器 6.2 谐振功放的工作原理 6.3 谐振功放的折线近似分析法 6.4 晶体管功放的高频特性 6.5 高频功放的电路组成（匹配） 6.6 丁类功放 6.7 传输线变压器 6.8 功率合成

6.1非谐振功率放大器 6.1.1概述 4■功率放大器的要求 >输出功率高 >转换效率高 集电极效率 P。 1c= =B PP。+P 其中： P 为直流电源提供的功率 为有效输出功率 P 为集电极耗散功率 欲提高功放效率，降低集电极耗散是重要的

6.1 非谐振功率放大器 6.1.1 概述 „ 功率放大器的要求 ¾输出功率高 ¾转换效率高 集电极效率 其中： 为直流电源提供的功率 为有效输出功率 为集电极耗散功率 欲提高功放效率，降低集电极耗散是重要的 o o c o c P P P P P η = = = + Po P= Pc

>非线性失真小 >对功率管必要的散热与保护 ■ 高频功放与低频功放的差别 工作频率和相对频宽不通，负载网络与工 作状态不同 例：低频：20Hz-20KHz 高频：相对频宽窄 ■功放的分类 >非谐振功放：负载为纯阻（线性） A、B、AB类 >谐振功放：负载为谐振回路（非线性） C、D、E、F类

¾非线性失真小 ¾对功率管必要的散热与保护 „ 高频功放与低频功放的差别 工作频率和相对频宽不通，负载网络与工 作状态不同 例：低频：20Hz－20KHz 高频：相对频宽窄 „ 功放的分类 ¾非谐振功放：负载为纯阻（线性） A、B、AB类 ¾谐振功放：负载为谐振回路（非线性） C、D、E、F类

■功放的极限工作区 三线、两区" 饱和线 CM 饱和区 最大允许功率 损耗线PoM PCM ：集电极最大允许耗 散功率，取决于结温 VCE P(BR)CEO 集电极反向击穿电压 截止区 (BR)CEO VCEma ≤V(BR)CEO IcM:集电极最大允许电流功率，非安 全极限，但会出现严重失真 icmax≤IcM

„ 功放的极限工作区 V(BR)CEO ICM vCE 饱和线 饱和区 截止区 最大允许功率 损耗线PCM PCM V V CE max ≤ (BR)CEO P( ) BR CEO ：集电极最大允许耗 散功率，取决于结温 ：集电极反向击穿电压 “三线、两区” CM I ：集电极最大允许电流功率，非安 全极限，但会出现严重失真 C C max M i I ≤

6.1.2线性功放 ■甲类功放 4>特性 ·静态工作点选择在放大区 ■ 动态工作点也限制在放大区 流通角3600 ic ic Q VCE t

6.1.2 线性功放 „ 甲类功放 ¾ 特性 ƒ 静态工作点选择在放大区 ƒ 动态工作点也限制在放大区 ƒ 流通角3600 iC vCE wt iC wt Q

VCC >变压器耦合单管甲 N2 类功放 设： NL-n Rs =n'Rs 交流负载线斜率： Me=-1=-1 Rs n2Rs n。=- R Vcclce 在极限状态下：Icw=Ico,Vcw=Vc→7。=50%

¾ 变压器耦合单管甲 类功放 1 2 N n N 设： = ' 2 R n 5 5 = R 交流负载线斜率： ' 2 5 5 1 1 C CE I v R n R ∆ = − = − ∆ 1 2 CM CM o c CC CQ I V P R V I η = = − = 在极限状态下： , CM CQ I I = V V CM = CC ηc = 50%

实际上，考虑'CE(sa)和Ico，效率仅为35%-40% ■乙类推挽功放 iC A VCE 0π2π t Q 静态工作点：Ico=0 晶体管发射结半周期导通 流通角1800

实际上，考虑 VCE( ) sat 和 ICEO ，效率仅为35%-40% „ 乙类推挽功放 iC vCE wt iC 0 π 2π 0 Q 静态工作点：ICQ＝0 晶体管发射结半周期导通 流通角1800

两管交替工作 Vbl 0 卫-22 ino Vb2 π ic2 0 ne=P. π =78.5% 4 实际效率可达60%

0 1 2 sin 2 2 CC CM CM CC P V I td t I V π ω ω π π = = ⋅ = ∫ 78.5% 4 o c P P π η = = = = 两管交替工作 实际效率可达60%

■甲乙类功放 >乙类功放的问题；交越失真 >既要求高的线性度，又要求一定的效率。 >两个管子轻微偏离门限，工作状态类似乙类 >由于对称性，非线性比甲类小

„ 甲乙类功放 ¾ 乙类功放的问题；交越失真 ¾ 既要求高的线性度，又要求一定的效率。 ¾ 两个管子轻微偏离门限，工作状态类似乙类 ¾ 由于对称性，非线性比甲类小

6.2谐振功放的工作原理 6.2.1获得高效率的条件 提高效率 P。 P 降低集电极耗散 PP+P 集电极电流呈脉冲状 丙(C)类功放基本 电路 电流流通角小于1800 反偏

6.2 谐振功放的工作原理 6.2.1 获得高效率的条件 o o c o c P P P P P η = = = + 提高效率 降低集电极耗散 集电极电流呈脉冲状 丙（C）类功放基本 电路 电流流通角小于1800 反偏