丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率 放大器的工作原理
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
不同工作状态时放大器的特点
工作状态 半导通角 理想效率
负载
应用
甲类 乙类
甲乙类 丙类
θc=1800 θc=900
900<θc<1800 θc<900
50％
78.5％
50％ <η<78.5% η>78.5%
电阻
低频
Vc c
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
ic
+
C
Rp
L vc
vb
+
-
B
Vcc
电路正常工作（丙类、谐振）时，
外部电路关系式：
v BE
VBB
Vbm cost
vCE VCC Vcm cost
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t Icmn cosnt
丙类谐振功率放大器
－
呈现为纯电阻，即 谐振电阻RP。
＋－ VBB
－＋ VCC
结论：回路上仅有基波分量产生电压vc，因而在负 载上可得到所需的不失真信号功率。
丙类谐振功率放大器
ic
＋
＋
ib V ＋
uce
＋
ube － －
vc C －L
输出
vb=Vbmcoswt
－
＋－ VBB
－＋ VCC
vBE VBB Vbmcost；
vCE VCC Vcm cos t
iC Ic0 Icm1 cost Icm2 cos2t
Icmn cosnt
直流功率： Pdc=VCC Ic0
输出交流功率：Po
1 2 Vcm
Icm1
集电极效率：
Vc2m 2Rp
1 2
I
R 2
cm1 p
c
Po Pdc
1 2
Vcm
I
cm1
VCC Ic0
集电极电压利用系数
丙类谐振功率放大器
集电极电流 ic
iC IC0 ic1 ic2
IC0 Ic1mcost Ic2mcos2t
丙类谐振功率放大器
ic
（1）对非基波分量
阻抗很小，直流和
＋
＋
各次谐波分量产生 的电压可忽略。
ib V ＋
uce
＋
ube － －
vc C －L
输出
（2）基波分量 vb=Vbmcoswt
vCE VCC Vcmcost(Vcm Ic1mRP )
丙类谐振功率放大器
结论：丙类功放导通时间短，集电极 功耗小，所以效率高。
丙类谐振功率放大器
丙类谐振功率放大器
总结：
1、电路工作状态：晶体管发射结为负偏置， 由 VBB 来保证，流过晶体管的电流为余弦脉冲 波形； 2、如何解决失真问题：数学依据：傅立叶展 开，有基波分量存在。怎样选出基波：谐振 回路调谐于基频。
1 2
g1
(q
c
Vcm
)
波形系数
g1(qc )
Icm1 Ic0
VCC
推挽，回 低频、高
路
频
推挽
低频
选频回路 高频
丙类谐振功率放大器
电路特点：
ic
1、VCC：提供直流能源
＋
＋
2、激励信号大：电 路处于大信号非线 性状态
＋
vb=Vbmcoswt
ib V ＋
uce
ube － －
vc C －L
输出
3、晶体管：承受高电压 － 大电流，截止频率高
4、负载回路：谐振回路
＋－ VBB
V cm vCE
V CC
V BB
iC v bEmax
+ vb -
VBB
t
V bm vBE
1
Pc T
T
0 iC vCEdt
1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
v BE
VBB
Vbm
cost
2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
ic
C Rp L vc +
－＋ VCC
5、VBB：小于截止电压VBZ，决定导通角
丙类谐振功率放大器
ic
＋
＋
ib V ＋
uce
＋
ube － －
vc C －L
输出
vb=Vbmcoswt
－
＋－ VBB
－＋ VCC
vBE VBB Vbmcost；
丙类谐振功率放大器
VBB设置在功率管的截止区，以实现丙类工作, 丙类工作时集电极电流为尖顶脉冲
3、为什么效率高：导通时间短，集电极功耗小。
丙类谐振功率放大器
半导通角的选择
导通角越小
效率越高
导通角太小
输出功率反而减小
兼顾输出功率 和效率
半导通角 70度左右
丙类谐振功率放大器
小信号谐振放大器与丙类谐振功率放大器的区别之处在于： 工作状态分别为小信号甲类与大信号丙类。因此，采用负电源 作基极偏置。
iB / iC 转移
iC
特性
VBB
理想化
t
- qc
o V BZ
vbe - qc 0 +qc
+ q0c
vbe
V bm
t
v BE
VBB
Vbm
cost
ic
+
C
Rp
L vc
vb
+
-
VBB
Vcc
高频功率放大器的 基本电路
丙类谐振功率放大器
或电压 电流
iC i vCE min
c max
0 qc
V BZ
vCE VCC Vcm cost