2、尽可能减小 uCE 的数值。 三极管工作在开关状态时，必然存在最高的传输效率。
高频功率放大电路的工作原理 甲类 乙类 丙类
静态 工作点
工作在截止区 的时间不断延长 效率不断提高
导通角
高频功率放大电路的工作原理
在甲类工作状态时, 为保证不失真, 必须 满足Ic1m≤IC0, 又Ucm≤VCC(忽略晶体管饱和压 降), 所以最高效率为50%。
高频功率放大电路的工作原理
3.2.2 相关计算 1、谐振时的阻抗
Re Qe0 L
2、谐振阻抗上的电压峰值
Vcm Re I c1m
3、功率
PD I c 0 VCC
2 Vcm 1 2 1 PO I c1m Re Vcm I c1m 2 Re 2 2
PC PD PO
高频功率放大电路的工作原理
4、效率 2 2 ( 1 2 ) I R I Re PO e c1 m c1 m PD I c 0 VCC 2 I c 0 VCC 5、余弦脉冲分解 1 2 I c0 ic dt 2 0 1 2 I c1m ic cos(t )dt 2 0 cost cos c iC iC max 1 cos c iC max 与 c 分别为余弦脉冲的高度和导通角。
1 I c1mU cm PO ＝ 2 50% PD I COVCC
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乙类
iC
1

ic max
1 2 ic max cos 0 t ic max cos 2 0 t ... 2 3
由此 可求得在Ucm=VCC时的最高效率:
1 ic max 1 2 78.5% 2 1 4 ic max
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数展开。
iC 为周期性的非正弦信号，可以用傅立叶级
iC I c0 I c1m cost I c 2m cos2t I cnm cosnt
因此在放大器后加一个中心频率为 器，则经过滤波，必将波形还原。
的滤波
滤波器应为带通滤波器。选用具有良好选频 功能的窄带滤波器------LC并联谐振回路。
ic maxa0 ( )
流、 基波、 n次谐波的分解系数。
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3.2.3 电流、 电压波形
图3-3 电流、电压波形
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折线近似分析法
功率放大电路是大信号工作, 而在大信号
工作时必须考虑晶体管的非线性特性, 这样将 使分析比较复杂。为简化分析, 可以将晶体管 特性曲线理想化, 即用一条或几条直线组成折 线来代替, 称为折线近似分析法。
高频功率放大电路的工作原理
3.1 概述
功率放大器是放大器的一种，依静态工作点的
位置可分为甲类、乙类、丙类、丁类和戊类。
甲类 多用于小信号放大，静态工作点位置居中，
波形没有失真，三极管在一个周期内处于全导通状
态，效率低。
要求 效率高，输出功率高，不失真。
高频功率放大电路的工作原理
提高效率的方法 功率关系式为：
sin cos 高频功率放大电路的工作原理 I co ic max
(1 cos ) sin cos I co ic max sin cos ic maxa0 ( ) I c1 ic max (1 cos ) ic maxa1 ( ) (1 cos ) sin cos I c1 ic max ic maxa1 ( ) (1 cos ) 2 sin n cos 2n sin cosn I cn ic max n (n 2 1)(1 cos cos ) ic maxan ( ) (n 1) 2 sin n cos 2n sin cosn I cn ic max ic maxan ( ) (n 1) 2 (n 1)(1 cos cos ) α0(θ)、 αn 1(θ)、 αn(θ)分别称为余弦脉冲的直
高频功率放大电路的工作原理
集电极电流余弦脉冲
思考 减小导通角提高效率的同时，对输出功 率有何影响？
高频功率放大电路的工作原理
减小导通角可以提高效率，输入信号不变时
集电极余弦脉冲电流高度降低，从而使输出功率
降低。
为此，应加大输入信号的幅度，但此时反向
偏置的电源电压也相应增大，最终会导致三极管 不能安全工作。 注意 停止 iC 的变化，考虑减小 uCE
PD PO PC
PO PD
越高。 在 PD 一定的情况下， PC 越小，
1 PC 2
因此，

2
0
ic ucedt
越小， 越高。
icuce 越小， P C
高频功率放大电路的工作原理
由三极管的特点可知：
uCE min uCES iC min 0
1、增大 iC 0 的时间，让三极管工作在截止区 的时间延长。
改善失真的方法 推挽工作方式 负载电阻上电压 交越失真
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3.2 丙类谐振功率放大电路
3.2.1 工作原理
为提高效率，使三极管工作在截止区的时间
进一步延长，导通角小于 90 ，静态工作点位于
I B 0 下方，即形成丙类工作状态。
此时, 集电极电流 iC 波形严重失真，是尖顶 余弦脉冲,在负载电阻上进行波形合成已不能满足 波形不失真的要求。
uCE 最小值出现在饱和区.
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高频功率放大电路的工作原理来自作 业P110 2-3

高频功率放大电路的工作原理
乙 类 与 甲 乙 类 功 率 放 大 器
乙 静态工作点位置 导通角 传输效率
类
甲乙类
三极管工作区域 放大区与截止区 放大区与截止区
I B 0 线上
I B 0 线上方
90
78.5% 半波
90
小于78.5% 大于半波
iC 波形
失真情况
截止失真
截止失真
推挽工作方式 无失真
LC并联谐振回路对中心频率 呈纯阻性， 阻抗最大，并联电阻上有最大电压，同时电压 波形为不失真的正弦波。

高频功率放大电路的工作原理
与甲类和乙类不同，三极管的负载不是单一 的负载电阻，而是LC并联谐振回路。
高频功率放大电路的工作原理
结论
1、电路由工作在丙类状态的三极管和LC并 联谐振回路组成。
2、为保证丙类工作状态，发射结电源电压 应为负偏置。 3、负载电阻应并联至谐振回路，谐振回路 同时实现阻抗的匹配。 4、谐振回路的中心频率应与输入信号频率 相同，此时实现信号无失真传输。 5、当谐振频率为输入信号频率的2倍时，可 以选出2次谐波，用做2倍频器。同理，可以实 现n倍频器。