第2章 高频功率放大器2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。

只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。

此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。

若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。

因此，回路失谐必须绝对避免。

2.5 解：高频功率放大器的欠压、临界、过压工作状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。

若A 点在m axbe u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。

若A 点在m axbe u 的延长线上（实际不存在），动态特性为三段折线组成，则为过压状态。

若A 点在m axbe u 线上，但是在放大区，输出幅度cmU 较小，则为欠压状态。

欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较小，效率也低，除在基极调幅电路中应用外，其它应用较少。

临界状态，输出电压较大，电流为尖顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于发射机中的输出级。

过压状态，电流为凹顶脉冲，输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随P R 变化小，常作为发射机的高频功率放大器的中间级应用。

改变CE 时，CE 由小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。

改变bmU 时，由小变大，工作状态由欠压到临界然后到过压。

改变BB U 时，由负向正变，工作状态由欠压到临界到过压。

改变P R 时，由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。

2.8解：（1）用功放进行振幅调制，调制信号加在集电极时，功放应工作在过压区内。

在过压区中输出电压随CE 改变而变化；调制信号加在基极时功放应工作在欠压区中，在欠压区中，输出电压随BB U 、bmU 改变而变化2）放大振幅调制信号时，工作在欠压区，线性比较差，采用甲或乙类工作状态时，线性较好 （3）放大等幅信号应工作在临界状态。

在临界状态输出功率最大，效率也较高，是最佳工作状态。

2.9晶体管放大器工作于临界状态，200p R =Ω，90mA co I =，30V C E =，90c θ=︒。

试求o P 与η。

解：查课本后附录得：11()(90) 1.57c g g θ=︒= m11()90 1.57141.3(mA)c co c I I g θ==⨯=∴232111(141.310)200 1.997(W)=2W 22o cm pP I R -==⨯⨯⨯≈ 3309010 2.7(W)D C co P E I -==⨯⨯= ∴2100%74.1%2.7o D P P η==⨯≈ 2.10已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180︒、90︒和60︒时，都工作在临界状态，且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。

试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。

解：（1）22221max 1max 1max 00()()22()2()cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====⨯ ∵C E 、max c I 、p R 相同，因此有222222111123000(180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40(180)(90)(60)0.50.3190.218αααηηηααα︒︒︒===≈︒︒︒（2）2221max 111()22o cm pc p c P I R I R αθ== ∴222222123111::(180):(90):(60)0.5:0.5:0.3911:1:0.61o o o P P P ααα=︒︒︒=≈2.11已知谐振功率放大器电路，24V C E =，5W o P =。

当60%η=时，试计算C P 和co I 。

若保持o P 不变，η提高到80%，则C P 和co I 减小为多少？ 解：（1）o oD C oP P P P P η==+∴110.65 3.33(W)0.6C o P P ηη--=⨯=⨯≈ 58.33(W)0.6o D P P η==≈ ∴8.330.35(A)24D co C P IE ==≈ （2）110.85 1.25(W)0.8C o P P ηη--=⨯=⨯= 56.25(W)0.8o D P P η=== ∴ 6.250.26(A)24D co C P IE ==≈ 2.12实测一谐振功放，发现o P 仅为设计值的20％，co I 却略大于设计值。

试问该功放工作在什么状态？如何调整才能使o P 和co I 接近于设计值？解：通常功放设计工作在临界状态，则：20o P P =⨯临界％，co co I I ≈临界。

根据P68图2.17知：此功放工作于欠压工作状态。

故增大p R 就可使此功放工作于临界状态，o P 及co I 都可接近于设计值。

2.14某一晶体管谐振功率放大器，已知24V C E =，250mA co I =，5W o P =，电压利用系数1ξ=。

试求D P 、η、p R 、m1c I 和电流导通角c θ。

解：（1）324250106(W)D C co P E I -==⨯⨯= （2）5100%100%83.3%6o D P P η=⨯=⨯≈ （3）124V cm C U E ξ=⨯= 2212457.6()225cm p o U R P ===Ω⨯ （4）m112250.417(A)24o c cm P I U ⨯==≈ （5）m110.417() 1.670.25c c co I g I θ==≈ 查附录知：1(78) 1.67g ︒=，故78c θ=︒。

2.15一高频功放以抽头并联谐振回路作负载，谐振回路用可变电容调谐。

工作频率5MHz f =，谐振时电容200pF C =，回路有载品质因数20L Q =，放大器要求的最佳负载阻抗50pcr R =Ω。

试计算回路电感L 和接入系数L p 。

解：（1）根据0f =有：6212620115.06610(H) 5.066μH (2)20010(2510)L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯⨯ （2）设并联谐振回路谐振阻抗为p R ，则有：00pL p R Q CR Lωω==∴06120203183.1()251020010p Q R C ωπ-==≈Ω⨯⨯⨯⨯∴0.125L p =2.16某高频谐振功率放大器工作于临界状态，输出功率为15W ，且24C E =，导通角70c θ=︒。

功放管参数为： 1.5A/V cr g =，5A CM I =。

试问：（1）直流电源提供的功率D P 、功放管的集电极损耗功率C P 、效率η和临界负载电阻pcr R 各是多少？（注：0(70)0.253α︒=，1(70)0.436α︒=）（2）若输入信号振幅增大一倍，功放的工作状态将如何改变？此时的输出功率约为多少？ （3）若负载电阻增大一倍，功放的工作状态将如何改变？ （4）若回路失谐，会有何危险？如何指示调谐？ 解：仿照P72例2-1，先求cr ξ。

∵max m1()(1)c cr C c cr C cr I g E U g E ξ=-=-∴11max 11111()(1)()222o cm cm C cr c cC cr cr C cr c P U I E I E g E ξαθξξαθ===- 即22120()ocr cr C cr c P E g ξξαθ-+=∴110.912722cr ξ=+≈ （1）1240.912721.9(V)cm C cr U E ξ==⨯≈ 1122151.3699(A)21.9o cm cm P I U ⨯==≈ ∴1max 1 1.36993.1419(A)(70)0.436cm c I I α==≈︒② max 0(70) 3.14190.2530.7949(A)co c I I α=︒=⨯≈ 240.794919.08(W)D C co P E I ==⨯≈②19.0815 4.08(W)C D oP P P =-=-= ③15100%78.6%19.08η=⨯≈ ④1121.915.99()1.3699cm pcr cm U R I ==≈Ω（2）由于功放工作于临界状态，若bm U 增大一倍，则功放的工作状态进入过压工作状态。

bm c U i ↑→下凹部分↑且co I 、1cm I 缓增→2112o cm p P I R =缓增（几乎不变）（P70图2.20） （3）由于功放工作于临界状态，若p R 增大一倍，则∵p d R g ↑→↓→功放的工作状态进入过压工作状态。

此时输出功率约为原来的一半。

（P68图2.17）（4）回路失谐时负载阻抗p Z 模值即p d Z g ↓→↑→进入欠压状态→co I 、m1c I ↑、1cm D C co U P E I ↓→↑=、111cos 2o cm cm C D oP U I P P P ϕ↓=→↑=-→功耗大，烧坏管子。

用C U 指示调谐最明显，C U 最大即谐振。

2.17高频大功率晶体管3DA4的参数为100MHz T f =，20β=，额定输出功率20W o P =，临界饱和线跨导0.8A/V cr g =，用它做成2MHz 的谐振功率放大器，选定24V C E =，70c θ=︒，max 2.2A C I =，并工作于临界状态。

试计算p R 、o P 、C P 、η与D P 。

解：临界状态时，max m1()c cr C c I g E U =-∴max 1 2.22421.25(V)0.8c cm C cr I U E g =-=-=max 0() 2.20.2530.5566(A)co c c I I αθ==⨯= 1max 1() 2.20.4360.9592(A)cm c c I I αθ==⨯=（1）1121.2522.15()0.9592cm p cm U R I ==≈Ω（2）111121.250.959210.19(W)22o cm cm P U I ==⨯⨯≈ （3）240.556613.36(W)D C co P E I ==⨯≈（4）13.3610.19 3.17(W)C D o P P P =-=-= （5）10.19100%100%76.27%13.36o D P P η=⨯=⨯≈ 2.21 解：（1）参考电路如右所示：（2）()WP P W P -P P W )E (70I E I P A11 5.26)U (701P I )U (70I 1P V E U V E W P Po W P CM CM o D C c 1cmax c co D cm11o cmax cm11cmax o c cm c kAk A 35212657867861225302322328043602228101290129026595051=<=-===⨯⨯=︒α===⨯⨯=︒α=︒α==⨯=ξ===ξ=η==η=...........,...,求得得：由得：由（3）放大器工作时处于临界状态。