谐振功率放大器的工作原理课件

引言本页完本页完本页完本页完引言引言引言引言 晶体管的工作情况与频率有极密切的关系，通常可以把它晶体管的工作情况与频率有极密切的关系，通常可以把它晶体管的工作情况与频率有极密切的关系，通常可以把它晶体管的工作情况与频率有极密切的关系，通常可以把它们的工作频率范围划分如下：们的工作频率范围划分如下：们的工作频率范围划分如下：们的工作频率范围划分如下：低频区低频区低频区低频区 f f0.50.5f f 中频区中频区中频区中频区 0.50.5f f f f 0.2 0.2f fTT 高频区高频区高频区高频区 0.20.2f fT T f f f fT T 其中有其中有其中有其中有 f fT T f f 晶体管在低频区工作时，可以不考虑它的等效电路中的电晶体管在低频区工作时，可以不考虑它的等效电路中的电晶体管在低频区工作时，可以不考虑它的等效电路中的电晶体管在低频区工作时，可以不考虑它的等效电路中的电抗分量与载流子渡越时间等影响。中频区的分析计算要考虑晶抗分量与载流子渡越时间等影响。中频区的分析计算要考虑晶抗分量与载流子渡越时间等影响。中频区的分析计算要考虑晶抗分量与载流子渡越时间等影响。中频区的分析计算要考虑晶体管各个结电容的作用。高频区则需进一步考虑电极引线电感体管各个结电容的作用。高频区则需进一步考虑电极引线电感体管各个结电容的作用。高频区则需进一步考虑电极引线电感体管各个结电容的作用。高频区则需进一步考虑电极引线电感的作用。因此，中频区和高频区的严格分析与计算是相当困难的作用。因此，中频区和高频区的严格分析与计算是相当困难的作用。因此，中频区和高频区的严格分析与计算是相当困难的作用。因此，中频区和高频区的严格分析与计算是相当困难的。本书将从低频区来说明晶体管高频放大器的工作原理。的。本书将从低频区来说明晶体管高频放大器的工作原理。的。本书将从低频区来说明晶体管高频放大器的工作原理。的。本书将从低频区来说明晶体管高频放大器的工作原理。返回返回返回返回引言本页完引言引言本页完引言 晶体管的工作情况与频率有极密切晶体管的工作情况与频率有极密切1学习要点本本本本 节节节节 学学学学 习习习习 要要要要 点点点点 和和和和 要要要要 求求求求掌掌握握高高频频功功率率放放大大器器获获得得高高效效率率的的所所需需条条件件掌掌握握高高频频功功率率放放大大器器获获得得高高效效率率的的所所需需条条件件掌掌 握握 高高 频频 功功 率率 放放 大大 器器 的的 功功 率率 关关 系系掌掌 握握 高高 频频 功功 率率 放放 大大 器器 的的 功功 率率 关关 系系返回返回返回返回学习要点本学习要点本 节节 学学 习习 要要 点点 和和 要要 求谐振功率放大器的工求谐振功率放大器的工2主页谐谐振振功功率率放放大大器器的的工工作作原原理理主主页页谐谐振振功功率率放放大大器器的的工工作作原原理理主主页页 使用说明：要学习哪部分内容，只使用说明：要学习哪部分内容，只需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标左键即可，按空格键或鼠标左键进入左键即可，按空格键或鼠标左键进入下一页。下一页。结束结束结束结束获获 得得 高高 效效 率率 所所 需需 的的 条条 件件获获 得得 高高 效效 率率 所所 需需 的的 条条 件件功功率率关关系系功功率率关关系系返回返回返回返回主页谐振功率放大器的工作原理主页主页谐振功率放大器的工作原理主页 使用说明：要学习哪部分内使用说明：要学习哪部分内3一、获得高效率所需的条件1、高效大功率输出的讨论 结论一一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 由能量守恒可知由能量守恒可知由能量守恒可知由能量守恒可知P P=P=Po o+P+Pc c定义集电极效率定义集电极效率定义集电极效率定义集电极效率1 1、高效大功率输出的讨论、高效大功率输出的讨论、高效大功率输出的讨论、高效大功率输出的讨论高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 结论一：设法尽量降低集电结论一：设法尽量降低集电结论一：设法尽量降低集电结论一：设法尽量降低集电极的耗散功率极的耗散功率极的耗散功率极的耗散功率P Pc c，则集电极效，则集电极效，则集电极效，则集电极效率率率率 c c自然会提高。这样，在给自然会提高。这样，在给自然会提高。这样，在给自然会提高。这样，在给定定定定P P=时，晶体管的交流输出功时，晶体管的交流输出功时，晶体管的交流输出功时，晶体管的交流输出功率率率率P Po o就会增大。就会增大。就会增大。就会增大。+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-v vb bP P=电源供给功率电源供给功率电源供给功率电源供给功率P P0 0交交交交流输出流输出流输出流输出信号功信号功信号功信号功率率率率P Pc c晶体晶体晶体晶体管集电极管集电极管集电极管集电极耗散功率耗散功率耗散功率耗散功率 c c=P Po o P P=P Po oP Po o+P+Pc cV VCCCC一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件1、高效大功率输出的讨论、高效大功率输出的讨论 结结4 结论二一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 由能量守恒可知由能量守恒可知由能量守恒可知由能量守恒可知P P=P=Po o+P+Pc c定义集电极效率定义集电极效率定义集电极效率定义集电极效率1 1、高效大功率输出的讨论、高效大功率输出的讨论、高效大功率输出的讨论、高效大功率输出的讨论高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 结论一：设法尽量降低集结论一：设法尽量降低集结论一：设法尽量降低集结论一：设法尽量降低集电极的耗散功率电极的耗散功率电极的耗散功率电极的耗散功率P Pc c，则集电，则集电，则集电，则集电极效率极效率极效率极效率 c c自然会提高。这样，自然会提高。这样，自然会提高。这样，自然会提高。这样，在给定在给定在给定在给定P P=时，晶体管的交流时，晶体管的交流时，晶体管的交流时，晶体管的交流输出功率输出功率输出功率输出功率P Po o就会增大。就会增大。就会增大。就会增大。+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-c c=P Po o P P=P Po oP Po o+P+Pc c 将上式变形为将上式变形为将上式变形为将上式变形为P Po o=()P Pc c c c1 1-c c 结论二：如果维持晶体管的集结论二：如果维持晶体管的集结论二：如果维持晶体管的集结论二：如果维持晶体管的集电极耗散功率电极耗散功率电极耗散功率电极耗散功率P Pc c不超过额定值，不超过额定值，不超过额定值，不超过额定值，那么提高集电极效率那么提高集电极效率那么提高集电极效率那么提高集电极效率 c c ，将使交，将使交，将使交，将使交流输出功率流输出功率流输出功率流输出功率P Po o大为增加。大为增加。大为增加。大为增加。例：在甲类放大时，放大电路的例：在甲类放大时，放大电路的例：在甲类放大时，放大电路的例：在甲类放大时，放大电路的 c c=20%=20%，此时，此时，此时，此时P Po1o1=(0.25)=(0.25)P Pc c。当改。当改。当改。当改为丙类放大时，为丙类放大时，为丙类放大时，为丙类放大时，c c=75%=75%，此时，此时，此时，此时P Po2o2=3=3P Pc c。P Po2o2/P Po1o1=3/0.25=12=3/0.25=12。丙类。丙类。丙类。丙类放大的交流输出功率是甲类放大的放大的交流输出功率是甲类放大的放大的交流输出功率是甲类放大的放大的交流输出功率是甲类放大的1212倍。倍。倍。倍。结论二一、获得高效率所需的条件谐振功率放大器的工作原理结论二一、获得高效率所需的条件谐振功率放大器的工作原理52、提高效率与功率的方法谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理2 2、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率P Pc c一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件P Pc c=i iC C v vC CO Otti iC C、v vC Cc 如果使晶体管的如果使晶体管的如果使晶体管的如果使晶体管的v vC C和和和和i iC C的的的的波形如图所示波形如图所示波形如图所示波形如图所示(注意，共射注意，共射注意，共射注意，共射电路中电路中电路中电路中v vC C与与与与i iC C是反相的是反相的是反相的是反相的)。一周期内晶体管只在此流通一周期内晶体管只在此流通一周期内晶体管只在此流通一周期内晶体管只在此流通角角角角2 2c内损耗功率，这是内损耗功率，这是内损耗功率，这是内损耗功率，这是v vC C的最的最的最的最小值区间，显然晶体管的耗散小值区间，显然晶体管的耗散小值区间，显然晶体管的耗散小值区间，显然晶体管的耗散功率是最小的，功率是最小的，功率是最小的，功率是最小的，c c较大。较大。较大。较大。2c2、提高效率与功率的方法谐振功率放大器的工作原理、提高效率与功率的方法谐振功率放大器的工作原理2、提高效率、提高效率6 讨论甲类状态的导通角谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理2 2、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率P Pc c一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件P Pc c=i iC C v vC CO Otti iC C、v vC C 流通角流通角流通角流通角2 2c显然小于显然小于显然小于显然小于180180，即即即即晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于T/2T/2，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流i iC C的的的的波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。T/2 晶体管甲晶体管甲晶体管甲晶体管甲类工作状态类工作状态类工作状态类工作状态的静态工作的静态工作的静态工作的静态工作点点点点V VBEQBEQ=0.7V=0.7V，流通角是流通角是流通角是流通角是360360。t ti iC CO O2 2+-0.70.7V Vi iC Cc2c 讨论甲类状态的导通角谐振功率放大器的工作原理讨论甲类状态的导通角谐振功率放大器的工作原理2、提高、提高7 讨论乙类状态的导通角谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理2 2、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率P Pc c一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件O Otti iC C、v vC CT/2P Pc c=i iC C v vC C 晶体管乙晶体管乙晶体管乙晶体管乙类工作状态类工作状态类工作状态类工作状态的静态工作的静态工作的静态工作的静态工作点点点点V VBEQBEQ=0V=0V，流通角是流通角是流通角是流通角是180180。t ti iC CO O0 0V Vi iC C 流通角流通角流通角流通角2 2c显然小于显然小于显然小于显然小于180180，即即即即晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于T/2T/2，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流i iC C的的的的波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。P Pc c=i iC C v vC Cc2c 讨论乙类状态的导通角谐振功率放大器的工作原理讨论乙类状态的导通角谐振功率放大器的工作原理2、提高、提高8 讨论丙类状态的导通角谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理2 2、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率P Pc c一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件O Otti iC C、v vC CT/2P Pc c=i iC C v vC C 要使流通角要使流通角要使流通角要使流通角小于小于小于小于180180，显显显显然然然然V VBEQBEQ0V0V，即为负值。称即为负值。称即为负值。称即为负值。称为丙类工作状为丙类工作状为丙类工作状为丙类工作状态。态。态。态。t ti iC CO O-+i iC C 流通角流通角流通角流通角2 2c显然小于显然小于显然小于显然小于180180，即即即即晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于晶体管的导通时间必须小于T/2T/2，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流，或说集电极输出电流i iC C的的的的波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。波形不到半个正弦波。P Pc c=i iC C v vC Cc2c 讨论丙类状态的导通角谐振功率放大器的工作原理讨论丙类状态的导通角谐振功率放大器的工作原理2、提高、提高9 丙类状态效率最高地解释谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理2 2、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法、提高效率与功率的方法高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率集电极瞬时耗散功率P Pc c一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件O Otti iC C、v vC CT/2P Pc c=i iC C v vC C 晶体管处于丙类工作状态时，晶体管处于丙类工作状态时，晶体管处于丙类工作状态时，晶体管处于丙类工作状态时，i iC C只在只在只在只在v vC C最低时才能通过，所以最低时才能通过，所以最低时才能通过，所以最低时才能通过，所以在丙类工作状态下集电极的耗散在丙类工作状态下集电极的耗散在丙类工作状态下集电极的耗散在丙类工作状态下集电极的耗散功率功率功率功率P Pc c是最小的，效率是最小的，效率是最小的，效率是最小的，效率 c c是最大是最大是最大是最大的。的。的。的。晶体管的丙类工作状态即静晶体管的丙类工作状态即静晶体管的丙类工作状态即静晶体管的丙类工作状态即静态时，晶体管的态时，晶体管的态时，晶体管的态时，晶体管的V VBEQBEQ00。c2c 丙类状态效率最高地解释谐振功率放大器的工作原理丙类状态效率最高地解释谐振功率放大器的工作原理2、提、提10 2 2 c c是在一周期内的集电是在一周期内的集电是在一周期内的集电是在一周期内的集电极电流的流通角，极电流的流通角，极电流的流通角，极电流的流通角，c c为半为半为半为半流通角流通角流通角流通角(亦有称为截止角亦有称为截止角亦有称为截止角亦有称为截止角)，本教材称为通角。，本教材称为通角。，本教材称为通角。，本教材称为通角。一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件3、通角通角通角通角 c c的计算的计算的计算的计算谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完O Otti iC C、v vC CT/23 3、通角、通角、通角、通角 c c的计算的计算的计算的计算O Ov vB Bi iC Cv vb b-V VBBBB 将转移特性曲线线性段将转移特性曲线线性段将转移特性曲线线性段将转移特性曲线线性段近似化为一条直线，交横近似化为一条直线，交横近似化为一条直线，交横近似化为一条直线，交横轴于轴于轴于轴于V VBZBZ，称为截止电压。，称为截止电压。，称为截止电压。，称为截止电压。2c 通角通角通角通角 c c对应的值为对应的值为对应的值为对应的值为V Vbmbmcoscosc c=V VBZBZ+V VBBBB。V VBZBZV Vbmbm转移特转移特转移特转移特性曲线性曲线性曲线性曲线 输入信号为输入信号为输入信号为输入信号为一交流正弦波一交流正弦波一交流正弦波一交流正弦波v vb b。2ci iC CttO只在这个区只在这个区只在这个区只在这个区域里产生域里产生域里产生域里产生i iC C只在这个区只在这个区只在这个区只在这个区域里产生域里产生域里产生域里产生i iC C这是这是这是这是2 2倍通倍通倍通倍通角角角角 c c。c2c 2c是在一周期内的集电极电流的流通角，是在一周期内的集电极电流的流通角，c为半流为半流11一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件 通角通角通角通角 c c的计算式的计算式的计算式的计算式谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完O Otti iC C、v vC CT/23 3、通角、通角、通角、通角 c c的计算的计算的计算的计算O Ov vB Bi iC Cv vb b-V VBBBB2c 通角通角通角通角 c c对应的值为对应的值为对应的值为对应的值为V Vbmbmcoscosc c=V VBZBZ+V VBBBB。V VBZBZV Vbmbm转移特转移特转移特转移特性曲线性曲线性曲线性曲线2ci iC CttO因为因为因为因为 v vb b=V Vbmbmcoscosttcoscos c c=V VBZBZ+V VBBBBV Vbmbm所以所以所以所以 V Vbmbmcoscosc c=V VBZBZ+V VBBBB在通角处有在通角处有在通角处有在通角处有 t=t=c c 由图得，在由图得，在由图得，在由图得，在t=t=c c处的处的处的处的v vb b值为值为值为值为V VBZBZ+V VBBBB。通过上式可求出通角通过上式可求出通角通过上式可求出通角通过上式可求出通角 c c。c2c一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件 通角通角c的计算式谐振功率放大的计算式谐振功率放大12一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件4、脉冲脉冲脉冲脉冲i iC C产生正弦波产生正弦波产生正弦波产生正弦波v vC C的物理过程的物理过程的物理过程的物理过程谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 4 4、脉冲、脉冲、脉冲、脉冲i iC C产生正弦波产生正弦波产生正弦波产生正弦波v vC C的物的物的物的物理过程理过程理过程理过程 i iC C通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC CT/2 i iC C=I IC0C0+I Icm1cm1coscostt+I Icm2cm2cos2cos2tt+I Icmncmncoscosn ntt+上式中的上式中的上式中的上式中的I IC0C0是是是是i iC C的直流成分，的直流成分，的直流成分，的直流成分，也是也是也是也是i iC C其平均值。其平均值。其平均值。其平均值。I IC0C0 第二项第二项第二项第二项I Icm1cm1coscostt是与输入信号是与输入信号是与输入信号是与输入信号频率相同的基波成分，正是我们频率相同的基波成分，正是我们频率相同的基波成分，正是我们频率相同的基波成分，正是我们需要的信号成分。放大电路中的需要的信号成分。放大电路中的需要的信号成分。放大电路中的需要的信号成分。放大电路中的LCLC回路就谐振在这个频率上，形回路就谐振在这个频率上，形回路就谐振在这个频率上，形回路就谐振在这个频率上，形成一个以成一个以成一个以成一个以 为中心的带通滤波器，为中心的带通滤波器，为中心的带通滤波器，为中心的带通滤波器，选出频率为选出频率为选出频率为选出频率为 的电压。对谐波成的电压。对谐波成的电压。对谐波成的电压。对谐波成分进行了衰减。分进行了衰减。分进行了衰减。分进行了衰减。继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 由此看出由此看出由此看出由此看出i iC C的平均的平均的平均的平均值是很小的。值是很小的。值是很小的。值是很小的。由此可解释为什么由此可解释为什么由此可解释为什么由此可解释为什么i iC C是脉冲电流而是脉冲电流而是脉冲电流而是脉冲电流而v vC C却是却是却是却是正弦波电压。正弦波电压。正弦波电压。正弦波电压。c2c一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件4、脉冲、脉冲iC产生正弦波产生正弦波vC的物理过程的物理过程13一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件获得高效率所需的条件内容结束页谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 4 4、脉冲、脉冲、脉冲、脉冲i iC C产生正弦波产生正弦波产生正弦波产生正弦波v vC C的物的物的物的物理过程理过程理过程理过程高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC CT/2I IC0C0继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完c2c i iC C通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：i iC C=I IC0C0+I Icm1cm1coscostt+I Icm2cm2cos2cos2tt+I Icmncmncoscosn ntt+上式中的上式中的上式中的上式中的I IC0C0是是是是i iC C的直流成分，的直流成分，的直流成分，的直流成分，也是也是也是也是i iC C其平均值。其平均值。其平均值。其平均值。第二项第二项第二项第二项I Icm1cm1coscostt是与输入信号是与输入信号是与输入信号是与输入信号频率相同的基波成分，正是我们频率相同的基波成分，正是我们频率相同的基波成分，正是我们频率相同的基波成分，正是我们需要的信号成分。放大电路中的需要的信号成分。放大电路中的需要的信号成分。放大电路中的需要的信号成分。放大电路中的LCLC回路就谐振在这个频率上，形回路就谐振在这个频率上，形回路就谐振在这个频率上，形回路就谐振在这个频率上，形成一个以成一个以成一个以成一个以 为中心的带通滤波器，为中心的带通滤波器，为中心的带通滤波器，为中心的带通滤波器，选出频率为选出频率为选出频率为选出频率为 的电压。对谐波成的电压。对谐波成的电压。对谐波成的电压。对谐波成分进行了衰减。分进行了衰减。分进行了衰减。分进行了衰减。本内容学习结束，单击本内容学习结束，单击继续继续，继，继续学习续学习功率关系功率关系内容；单击内容；单击返回返回，返回学习主页。返回学习主页。返回返回继续继续一、获得高效率所需的条件一、获得高效率所需的条件 获得高效率所需的条件内容结束页谐振获得高效率所需的条件内容结束页谐振14谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 i iC C通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：通过傅里叶级数展开得：高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC CT/2 i iC C=I IC0C0+I Icm1cm1coscostt+I Icm2cm2cos2cos2tt+I Icmncmncoscosn ntt+I IC0C0继续继续继续继续c2ci iC C的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：i iC C=I IC0C0+I Icm1cm1coscostt+I Icm2cm2cos2cos2tt+I Icmncmncoscosn ntt+谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理 iC通过傅里叶级数展开得：高通过傅里叶级数展开得：高15二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系1、直流电源提供的功率P=2、电路的输出功率Po谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 1 1、直流电压、直流电压、直流电压、直流电压V VCCCC提供的直流提供的直流提供的直流提供的直流功率功率功率功率P P=高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC CT/2i iC C的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：i iC C=I IC0C0+I Icm1cm1coscostt+I Icm2cm2cos2cos2tt+I Icmncmncoscosn ntt+P P=V VCCCCI IC0C0I IC0C0 本内容主要讨论电路中三个本内容主要讨论电路中三个本内容主要讨论电路中三个本内容主要讨论电路中三个功率功率功率功率P P=、P Po o和和和和P Pc c的表达式。的表达式。的表达式。的表达式。继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 电源电源电源电源V VCCCC在一个工作周期内提在一个工作周期内提在一个工作周期内提在一个工作周期内提供的直流电流为平均电流供的直流电流为平均电流供的直流电流为平均电流供的直流电流为平均电流I IC0C0。2 2、输出功率、输出功率、输出功率、输出功率P Po o（亦即（亦即（亦即（亦即LCLC回回回回路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）c2c二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系1、直流电源提供的功率、直流电源提供的功率P=2、电、电16二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系 讨论Po与什么因素有关谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 1 1、直流电压、直流电压、直流电压、直流电压V VCCCC提供的直流提供的直流提供的直流提供的直流功率功率功率功率P P=高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC Ci iC C的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：i iC C=I IC0C0+I Icm1cm1coscostt+I Icm2cm2cos2cos2tt+I Icmncmncoscosn ntt+P P=V VCCCCI IC0C0继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、输出功率、输出功率、输出功率、输出功率P Po o（亦即（亦即（亦即（亦即LCLC回回回回路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）V VCCCC 因为因为因为因为LCLC回路只对回路只对回路只对回路只对i iC C的基波成的基波成的基波成的基波成分分分分I Icm1cm1coscostt才产生电压才产生电压才产生电压才产生电压v vc c ，所，所，所，所以输出功率以输出功率以输出功率以输出功率P Po o只需考虑此项。只需考虑此项。只需考虑此项。只需考虑此项。V Vcmcm二、功率关系二、功率关系 讨论讨论Po与什么因素有关谐振功率放大器的工与什么因素有关谐振功率放大器的工17二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系 推导Po表达谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 1 1、直流电压、直流电压、直流电压、直流电压V VCCCC提供的直流提供的直流提供的直流提供的直流功率功率功率功率P P=高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC Ci iC C的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：的傅里叶级数展开式：i iC C=I IC0C0+I Icm1cm1coscostt+I Icm2cm2cos2cos2tt+I Icmncmncoscosn ntt+P P=V VCCCCI IC0C0继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、输出功率、输出功率、输出功率、输出功率P Po o（亦即（亦即（亦即（亦即LCLC回回回回路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）V VCCCCV VcmcmP Po o=I Ic1c1V Vc1c12 21 1=I Icm1cm1V VcmcmI Icm1cm1V Vcmcm=二、功率关系二、功率关系 推导推导Po表达谐振功率放大器的工作原理表达谐振功率放大器的工作原理 18二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系 Po表达式谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 1 1、直流电压、直流电压、直流电压、直流电压V VCCCC提供的直流提供的直流提供的直流提供的直流功率功率功率功率P P=高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC C P P=V VCCCCI IC0C0继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、输出功率、输出功率、输出功率、输出功率P Po o（亦即（亦即（亦即（亦即LCLC回回回回路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）V VCCCCV Vcmcm 谐振时谐振时谐振时谐振时LCLC回路的谐振电阻为回路的谐振电阻为回路的谐振电阻为回路的谐振电阻为R RP P，R RP P=V Vcmcm/I Icm1cm1。P Po o=I I2 2cm1cm1R RP P2 2 R RP PV V2 2cmcm2 21 1P Po o=I Ic1c1V Vc1c12 21 1=I Icm1cm1V VcmcmI Icm1cm1V Vcmcm=二、功率关系二、功率关系 Po表达式谐振功率放大器的工作原理表达式谐振功率放大器的工作原理 19二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 1 1、直流电压、直流电压、直流电压、直流电压V VCCCC提供的直流提供的直流提供的直流提供的直流功率功率功率功率P P=高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC C P P=V VCCCCI IC0C0继续继续继续继续 2 2、输出功率、输出功率、输出功率、输出功率P Po o（亦即（亦即（亦即（亦即LCLC回回回回路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）V VCCCCV VcmcmP Po o=I I2 2cm1cm1R RP P2 2 R RP PV V2 2cmcm2 21 12 21 1=I Icm1cm1V Vcmcm二、功率关系谐振功率放大器的工作原理二、功率关系谐振功率放大器的工作原理 1、直流电压、直流电压VC20二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系3、晶体管的耗散功率Pc4、放大器的集电极效率 c c谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理 1 1、直流电压、直流电压、直流电压、直流电压V VCCCC提供的直流提供的直流提供的直流提供的直流功率功率功率功率P P=高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC C P P=V VCCCCI IC0C0继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、输出功率、输出功率、输出功率、输出功率P Po o（亦即（亦即（亦即（亦即LCLC回回回回路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）路吸取的功率）V VCCCCV VcmcmP Po o=I I2 2cm1cm1R RP P2 2 R RP PV V2 2cmcm2 21 1 3 3、晶体管的耗散功率、晶体管的耗散功率、晶体管的耗散功率、晶体管的耗散功率P Pc cP Pc c=P P=-P Po o 4 4、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率 c c c c=P Po oP P=1 12 2 V VcmcmI Icm1cm1V VCCCCI IC0C02 21 1=I Icm1cm1V Vcmcm二、功率关系二、功率关系3、晶体管的耗散功率、晶体管的耗散功率Pc4、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率21二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC C继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完V VCCCCV Vcmcm 4 4、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率 c cI IC0C0c2c c c=P Po oP P=1 12 2 V VcmcmI Icm1cm1V VCCCCI IC0C0二、功率关系谐振功率放大器的工作原理高频功率放大器的基本电路二、功率关系谐振功率放大器的工作原理高频功率放大器的基本电路22二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系 集电极电压利用系数 波形系数g g1 1(c c)谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC C继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完V VCCCCV Vcmcm 4 4、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率 c c c c=P Po oP P=1 12 2 V VcmcmI Icm1cm1V VCCCCI IC0C0 令令令令g g1 1(c c)=)=I Icm1cm1/I IC0C0，称为波形系数。称为波形系数。称为波形系数。称为波形系数。=V VcmcmV VCCCC集电极电压利用系数集电极电压利用系数集电极电压利用系数集电极电压利用系数g g1 1(c c)=)=I Icm1cm1I IC0C0波形系数波形系数波形系数波形系数I IC0C0 越大，即输出电压越大，效越大，即输出电压越大，效越大，即输出电压越大，效越大，即输出电压越大，效率越高。率越高。率越高。率越高。g g1 1(c c)越大，即越大，即越大，即越大，即i iC C的平均值的平均值的平均值的平均值I IC0C0越小，效率越高。要使越小，效率越高。要使越小，效率越高。要使越小，效率越高。要使I IC0C0小，小，小，小，必须使必须使必须使必须使 c c小。小。小。小。c2c 令令令令=V Vcmcm/V VCCCC，称为称为称为称为集电极电压利用系数。集电极电压利用系数。集电极电压利用系数。集电极电压利用系数。二、功率关系二、功率关系 集电极电压利用系数集电极电压利用系数 波形系数波形系数23二、功率关系二、功率关系二、功率关系二、功率关系本节结束页谐谐 振振 功功 率率 放放 大大 器器 的的 工工 作作 原原 理理高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路高频功率放大器的基本电路+v vb b-+输输输输出出出出+-v vB Bi iE Ei iB Bi iC CC CL Lv vC Cp pV VCCCCV VBBBB+-+-O Otti iC C、v vC C继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完V VCCCCV Vcmcm 4 4、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率、放大器的集电极效率 c cI IC0C0 本节内容学习结束，单击本节内容学习结束，单击结束结束，结束学习；单击结束学习；单击返回返回，返回学习主页。，返回学习主页。返回返回结束结束c2c c c=P Po oP P=1 12 2 V VcmcmI Icm1cm1V VCCCCI IC0C0=V VcmcmV VCCCC集电极电压利用系数集电极电压利用系数集电极电压利用系数集电极电压利用系数g g1 1(c c)=)=I Icm1cm1I IC0C0波形系数波形系数波形系数波形系数 越大，即输出电压越大，效越大，即输出电压越大，效越大，即输出电压越大，效越大，即输出电压越大，效率越高。率越高。率越高。率越高。g g1 1(c c)越大，即越大，即越大，即越大，即i iC C的平均值的平均值的平均值的平均值I IC0C0越小，效率越高。要使越小，效率越高。要使越小，效率越高。要使越小，效率越高。要使I IC0C0小，小，小，小，必须使必须使必须使必须使 c c小。小。小。小。二、功率关系二、功率关系 本节结束页谐振功率放大器的工作原理高频功率放大本节结束页谐振功率放大器的工作原理高频功率放大24再见再见再见再见再见25