13 第3章 高频功率放大器习题解答.docx

第1页：谐振功放功率与效率计算

某高频谐振功率放大器工作于临界状态，输出功率Po=6W，集电极电源VCC=24V，集电极电流直流分量Ic0=300mA，电压利用系数ξ=0.95。试计算：直流电源提供的功率PDC，功放管的集电极损耗功率PC，效率以及临界负载阻抗RL。解：PD=VCCIC0=24×0.3=7.2W2、由高频功率晶体管组成的谐振功率放大器，其工作频率f=520MHz，输出功率Po=60W，VCC=12.5V。

• 当=60%时，试计算PC和Ic0；
• 当=80%时，试计算PC和Ic0。=100WPOD解：当=60%时，P=CDO，P=P-P=40W,I=8A;V=PDCCc0当=80%时，PPOD=15W,ICDO==75W，P=P-P=8A。V=PDCCc03、某工作于临界状态的高频功率放大器电源电压VCC=24V，电压利用系数ξ=0.9，电流通角θc=60，晶体管输出特性饱和线斜率gcr=0.8A/V。α0(
• =0.218，o001α(
• =0.393。试求集电极直流电源提供的直流功率PDC，集电极输出交流功率Po，集PC=PD-PO=7.2-6=1.2W6PD7.2=PO==83.3%ξ0.951Cg(θ)=2=2×0.833=1.75IC1=IC0g1(θC)=300×1.75=525mA=43.5Ω0.5252C1I2=2PO=2×6LR

第2页：丙类功放电流与效率计算

电极耗散功率PC以及效率。解：Ucm=Ecξ=Vccξ=24×0.921.6VICM=gcr(Vcc-Ucm)=0.8×（24-21.6）=1.92AIC0=ICMα0(θc)=1.92×0.218=0.419A=419mAIC1m=ICMα1(θc)=1.92×0.393=755mAPDC=VCCIC0=24×0.419=10W20CmC1mP=1UI=0.5×21.6×0.755=8.2WPC=PDC-P0=10-8.2=1.8W10=8.2=82%P0PDC=4、当谐振功率放大器的输入激励信号为余弦波时，为什么集电极电流为余弦脉冲波形？但放大器为什么又能输出不失真的余弦波电压？解：因为谐振功率放大器工作在丙类状态（导通时间小于半个周期），所以集电极电流为周期性余弦脉冲波形；但其负载为调谐回路谐振在基波频率，可选出ic的基波，故在负载两端得到的电压仍与信号同频的完整正弦波。5、小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区别是什么？解：不同之处：主要体现在激励信号的幅度、谐振网络的作用以及工作状态这三个方面。1激励信号的幅度不同小信号谐振放大器属于小信号放大器，主要用来不失真的放大幅度微弱的高频小信号；而丙类谐振功率放大器是用来放大幅度较大的高频功率信号。2谐振网络的作用不同小信号谐振放大器的谐振网络主要用于抑制各种干扰信号；而丙类谐振功率放大器的谐振网络主要是用来从失真的电流脉冲中选出基波，滤除谐波，从而得到不失真的输出信号。3工作状态不同信号谐振放大器工作时主要考虑的是电压放大倍数、选择性以及通频带等性能参数，而对输出功率及效率一般不考虑，所以一般工作在甲类状态下；而丙类谐振功率放大器工作时主要考虑的是功率和效率，因而工作在丙类状态下。6、谐振功率放大器工作频率f=10MHz，实际负载RL=10Ω，所要求的谐振阻抗Rp=100Ω，试求L型匹配网络的电路参数L和C的大小。解：由于RL＜RP，则应选择低阻变高阻L型匹配网络

第3页：输出匹配网络与倍频器

2πfRL(RP-RL)=X2L=2π×10710(100-10)=4.78μH=ω1=477.7pFC=ωX1PLRLPR-R2πfR10100-102π×107×10011==7、晶体管倍频器与高频功放有哪些相同之处和不同之处，为什么倍频器的输出功率、效率和增益比作放大器时小？解：相同之处：两者皆是工作在丙类状态下，且负载均为谐振网络。不同之处：晶体管倍频器的负载调谐在n次谐波的频率上，而高频功放的负载调谐在基波频率上。由于Icnm总小于Ic1m，所以n次倍频器的输出功率和效率总低于基波放大器，且n越大，相应的谐波分量幅度越小，输出功率Pon和效率n降低就越多。即同一个晶体管在输出相同功率时，作为倍频器工作其集电极损耗要比作为放大器工作时大。8、试设计一高频功率放大器的实际线路，要求：⑴采用NPN型晶体管，发射极直接接地；⑵集电极用并联馈电，与振荡回路部分接入；⑶基极用串联馈电、自偏压、与前级互感耦合。解：VTuCEVCCCuCLCC2CC1LCBuiVBB