第三章 第5～8节

• 射流偏压环节对 eo的变化起负反馈作用。 射流偏压环节对I 的变化起负反馈作用。
（相当于有效激励增大） β ↓−−−Ieo ↓−−−Eb = IeoRe ↓ 相当于有效激励增大）
I e 0 ↑ − − − − − − −↵
⒉ 基极电流自给偏压环节
1) 电路
16基极电流自给偏压环节 图3-16基极电流自给偏压环节
L型 型
T型
π型 型
图3-18 L型、π型、T 型网络的基本形式 型 型
为分析方便将T 型匹配网络重画如图3 19所示 所示。 为分析方便将 型匹配网络重画如图3-19所示。
图3-19 T 型电路及其变换
以及Q 表示的T 以RS和RL以及 C2表示的 型网络元件参数为
RL xc1 = RS 1 + Qc22 − 1 RS x c 2 = Qc 2 R L 2 x L = 1 + Qc 2 R L xc1 Qc 2 + RS
(
)
、
(
、
)
• 从xc1的计算式中知道，当 的计算式中知道， RL 1 + Qc22 < 1 RS
(
)
的解是一虚数， 时， xc1 的解是一虚数，即无法选择合理的 电容，使负载和信号源阻抗匹配。 电容，使负载和信号源阻抗匹配。 因此， 因此， T 型网络的工作条件为
⒈ 并联谐振回路匹配电路
• 图3-17是一个具有单谐振的变压器耦合匹 17是一个具有单谐振的变压器耦合匹 配电路，其中（ 为电路原理图。 配电路，其中（a）为电路原理图。 是晶体管输出端的等效回路图。 （b）是晶体管输出端的等效回路图。 • 由于调谐功率放大器的晶体管工作在非线 性状态，匹配的概念与线性电路完全不相 性状态， 由调谐功率放大器的负载特性知道， 同。由调谐功率放大器的负载特性知道， 放大器工作在临界状态输出功率最大， 放大器工作在临界状态输出功率最大，效 率也较高。因此， 率也较高。因此，放大器工作在临界状态 的等效电阻， 的等效电阻，就是放大器阻抗匹配所需的 最佳负载电阻， 表示。 最佳负载电阻，以Rcp 表示。
3.5 调谐功率放大器的实用电路
高频功率放大器电路包括直流馈电电路， 高频功率放大器电路包括直流馈电电路 ， 偏置电路、输出和输入匹配电路（或网络） 偏置电路、输出和输入匹配电路（或网络）。 一、直流馈电电路 直流馈电电路分为串馈和并馈两种。 直流馈电电路分为串馈和并馈两种 。 所谓 串馈是指电源、晶体管和负载是串联连接； 串馈是指电源、晶体管和负载是串联连接；而并 馈是把三者并联在一起，如图3 14所示 所示。 馈是把三者并联在一起，如图3-14所示。 虽然串馈和并馈电路形式不同， 虽然串馈和并馈电路形式不同 ， 但输出电压 都是直流电压和交流电压的叠加，关系式均 为 u ce = E c − U cm cos ωt 。
由于丙类放大器， 由于丙类放大器 ， 电流脉冲中含有各次谐 波分布， 波分布 ， 当它们通过具有一定内阻的电源 就会在电源两端叠加上高频电压， 时 ， 就会在电源两端叠加上高频电压 ， 对 其他线路造成影响。 所以， 其他线路造成影响 。 所以 ， 串 、 并馈电路 中都有高频扼流圈和旁电容。 中都有高频扼流圈和旁电容 。 高频扼流圈 对高频有“ 扼制” 作用。 对高频有 “ 扼制 ” 作用 。 而旁路电容对高 频有短路作用。 频有短路作用 。 扼流圈和旁路电容的选取 原则是， 原则是 ， 扼流圈阻抗应比相应支路的阻抗 大一个数量级（ 即大10 倍 ） ， 而旁路电容 大一个数量级 （ 即大 10倍 10 应比相应支路阻抗小一个数量级。 这样， 应比相应支路阻抗小一个数量级 。 这样 ， 就算有扼制和短路作用了。 就算有扼制和短路作用了。
图3-14 直流馈电电路
图3-14 直流馈电电路
串馈电路中， 串馈电路中，由于谐振回路通过旁路电容 直接接地， 直接接地，所以馈电支路的分布参数不会影响 谐振回路的工作频率。 谐振回路的工作频率。串馈电路适于工作在频 率较高的情况。 率较高的情况。但串馈电路的缺点是谐振回路 处于直流高电位上， 处于直流高电位上，谐振回路元件不能直接接 调谐时外部参数影响较大，调整不便。 地，调谐时外部参数影响较大，调整不便。
RC ↑ − −过压↑ − − I bmax ↑ − − I bo ↑ − − Eb = IboRb ↑
过压 ↓ − − − − − − − − − − − − − − ↵
相当于有效激励减小） （相当于有效激励减小）
输入、 三 、输入、输出匹配网络
• 为了使功率放大器具有最大的输出功率， 为了使功率放大器具有最大的输出功率， 具有最大的输出功率 除了正确设计晶体管的工作状态外， 除了正确设计晶体管的工作状态外，还必 须具有良好的输入、输出匹配电路。 须具有良好的输入、输出匹配电路。输入 匹配电路的作用是实现信号源输出阻抗与 放大器输入阻抗之间的匹配， 放大器输入阻抗之间的匹配，以期获得最 大的激励功率。 大的激励功率。输出匹配电路的作用是将 负载R 变换为放大器所需的最佳负载电阻， 负载 L变换为放大器所需的最佳负载电阻， 以保证放大器输出功率最大。 以保证放大器输出功率最大。
x L1 = (5 ~ 20) Rc
以上各经验公式的系数主要为不同使用条 件而设的。 高扼圈的电感量， 件而设的 。 高扼圈的电感量 ， 原则上是大 一些好， 但太大线圈圈数过多， 一些好 ， 但太大线圈圈数过多 ， 分布电容 增大， 影响扼流作用。 增大 ， 影响扼流作用 。 因此当工作频率较 高时， 系数应取下限， 10为宜 高时 ， 系数应取下限 ， 即 5~10 为宜 ， 当工 10 为宜， 作频率较低时系数应取上限或更大一些如 20~100 100。 20 100。
e e
f
4）信号源有无直流通路
如果信号源无直流通路，则应加一个高频 如果信号源无直流通路，则应加一个高频 扼流圈ZL如图 15(b)所示 如图3 所示， 的作用是 扼流圈 如图3-15(b)所示，ZL的作用是 将射极偏压引向基极， 将射极偏压引向基极，同时也为基极直流 提供通路。 提供通路。
5） 使用—— 欠压 使用
例如， 串馈电路集电极电路旁路电容C 例如 ， 串馈电路集电极电路旁路电容 1 的电抗可 按下式计算， 按下式计算，即 1 x c1 = R c （3-36） ）
5 ~ 20
式中R 是输出回路的有载等效阻抗。 式中 c是输出回路的有载等效阻抗。 扼流圈ZL的电抗应比 扼流圈 的电抗应比 Rc 大，即 （3-37） ） 对于并馈电路， 隔直电容C 对于并馈电路 ， 隔直电容 2 的容抗对工作频率应 近似短路， 近似短路，即 1 xc 2 = Rc （3-38） ） 2 ~ 20 而扼流圈， 而扼流圈，则应为 x L 2 = (2 ~ 20) Rc （3-39） ）
Cb Rb ≥
f
4）信号源有无直流通路 如果信号源无直流通路，则应加一个高频扼流 如果信号源无直流通路，则应加一个高频扼流 如图3 所示。 圈 ZL如图3-16(b)所示。 如图 16(b)所示 使用—— 过压 5） 使用 射流偏压环节对I 的变化起负反馈作用。 射流偏压环节对 b0 的变化起负反馈作用。
• 可以完成这两种作用的匹配电路形式有多 种，但归纳起来有两种类型，即具有并联 但归纳起来有两种类型， 谐振回路形式的匹配电路和 谐振回路形式的匹配电路和具有滤波器形 式的匹配电路。前者多用于前级 多用于前级、 式的匹配电路。前者多用于前级、中间级 放大器以及某些需要可调电路的输出级， 放大器以及某些需要可调电路的输出级， 后者多用于大功率、低阻抗宽带输出级， 后者多用于大功率、低阻抗宽带输出级， 如无线电发射机多用此种电路。 如无线电发射机多用此种电路。
2) 工作原理 基极直流成分I 通过R 造成的电压I 基极直流成分 bo 通过 b 造成的电压 bo Rb ，对 基极是个反偏压。 基极是个反偏压。调整 Rb可以改变偏压的大小， 可以改变偏压的大小， 应根据所需的偏压来选取， 故Eb 应根据所需的偏压来选取，即
Eb Rb = I b0
3）参数选取 同理为了减小电压E 随交流电流波动， 同理为了减小电压 b 随交流电流波动，Cb Rb 5 的时间常数应满足
式中， 式中，
Q0 − QL ηT = Q0是槽路效率。 Nhomakorabea是槽路效率。
⒉ 滤波器型匹配网络
• 在甚高频或大功率输出级，广泛利用L、C 在甚高频或大功率输出级，广泛利用 变换网络来实现调谐和阻抗匹配。 变换网络来实现调谐和阻抗匹配。这种电 路形式很多，就其结构来看，可概括为L型 路形式很多，就其结构来看，可概括为 型、 T 型、 型三种类型。典型电路如图3-18所 型三种类型。典型电路如图3 18所 π 图中R 是负载电阻， 示。图中 L 是负载电阻，RS 是信号源输出 电阻。当电路用作级间匹配网络时， 电阻。当电路用作级间匹配网络时，RL 是 下一级放大器的输入电阻，RS 是前一级放 下一级放大器的输入电阻， 大器的输出电阻。 大器的输出电阻。当电路用在输入级或输 出级时， 出级时，RS 、RL 的具体含义视工作情况确 定。
图3-17 单谐振变压器耦合匹配回路
U ( E c − U ces ) Rcp = = 2 Po 2 Po
2 cm
2
45） （3-45）
在实际电路中， 在实际电路中，如何达到集电极等效负载 Rc = Rcp
N0 = N1
Rcp Q L ωL
46） （3-46） 47） （3-47）
Q0 − QL RL N2 ηT RL = ⋅ = N1 Q0 QL ωL QLωL
射极电流自给偏压环节和基极电流自给 均可从以下5 偏压环节均可从以下 偏压环节均可从以下5个方面进行分析
1) 电路 2）工作原理 3）参数选取 信号源有无直流通路——高频扼流圈？ 高频扼流圈？ 4）信号源有无直流通路 高频扼流圈 高频扼流圈的作用是将射极偏压引向基极 的作用是将射极偏压引向基极， 高频扼流圈的作用是将射极偏压引向基极， 同时也为基极直流提供通路。 同时也为基极直流提供通路。 5）使用