Chapter3 高频功率放大器 RF Power Amplifier培训课件方案研究.ppt

3.4 高频功放临界工作状态的计算 得 (1) ∵ 由 将式(2) 代入式(1)，可得 (2) 3.4 高频功放临界工作状态的计算 为晶体管参数 例：已知晶体管参数，已知Vcc ， P~ ， ? 临界状态，计算步骤如下： ⑷求ic最大电流IcM ⑶求基波电流幅度Ic1： ⑵求临界基波电压幅度Uckp : ⑴求临界状态时的集电极电压利用系数?kp： ⑸求电源电流Ic0 ⑹求电源功率Po ⑺求集电极耗散功率Pc ⑻求集电极效率?c 3.4 高频功放临界工作状态的计算 ⑼求谐振电阻Rkp： ⑽求基极电压幅度Ub ： 其中， gc为晶体管转移特性曲线的斜率: ⑾求基极偏置Vbb ： 由右图曲线可知： 3.4 高频功放临界工作状态的计算 ⑿ 求基极电流最大值IbM： 由： 可得： ⒀求基极电流基波分量Ib1 ⒂求功率增益kp ⒁ 求高频信号输入功率Pi 3.5 输出回路——匹配网络 每级高频功放之间的匹配分为输入匹配电路（简称输入回路）和输出匹配电路（输出回路）。 输入回路：信号源和晶体管T的输入阻抗的匹配； 输出回路：将负载ZL 变为放大器工作状态所需的最佳负载电阻。 任务：阻抗匹配和滤波。 常有L、T型以及它们组成的多级网络。 高频放大器对输出回路的基本要求： ① 把负载电阻变成放大器要求的最佳电阻Rp，以保证高效的功率传输。 ② 滤除高次谐波，避免在负载上有高次谐波辐射。 ③ 要保证一定的通频带，不能出现失真。 ④ 结构简单，调整方便。 3.5.1 L型网络 由两个电抗元件接成L型，图(a)、(b)等效于(c)、(d)。 图(a)中，将X2、R2串联，变成并联型式(c)。 图（c）中， (3) 令 ： 则得到: 求得匹配网络各元件值： 由式(3)得： -----(2) 3.5.1 L型网络 由上页式(2)： 可得： 上式适用于 R1R2的情况，已知负载 R2 和希望的R1 ，可得 X1 和 X2 。 （∵Q0，∴RPR2 ，适于R1R2 的情况）。 对(d)电路，令X1+X2=0 ，则 ：R1=RS 可求得匹配网络的元件值： 由转换等式： （4） 由式(4)： 上式适用于 R1R2的情况，因为RSR2 已知负载 R2 和希望的R1 ，可得 网络中各参数的匹配值 。 可得： 再由式(3)： 3.5.2 ?型网络 由三个电抗元件接成? 型，其中有两个元件是同性质电抗，一个是异性质电抗元件。 可以将?型网络标识成两个串接的L型网络的一般形式如下图所示。 胡见堂，谭博文，余德泉. 固态高频电路(第2版). 长沙：国防科技大学出版社,1999. 3.5.2 ?型网络 上页的(d)图（等效图）： 由3-3‘向右看进去： (1) (2) (3) (4) 其中： 则有从1-1’看进去： 其中： 胡见堂，谭博文，余德泉. 固态高频电路(第2版). 长沙：国防科技大学出版社,1999. 3.5.2 ?型网络 将上页式(1)代入式(3)，可得R1和R2之间的关系（去掉R3 ）： (5) 由式(5)可以得到 ： (6) 可见选择合适的Q1和Q2，即可实现给定的阻抗变换。 由于Q2 恒大于0，可以得到： 或 这就是将R2变换为R1时，Q1应满足的条件，称为? 型网络可实现的条件。 胡见堂，谭博文，余德泉. 固态高频电路(第2版). 长沙：国防科技大学出版社,1999. 3.5.2 ?型网络 元件选择求得如下： 由式(2)和式(6)得： 由式(4)得|Xp1|： 由式(1)和式(4) 得： 由式(2) 得： (4) 3.5.3 T型网络 由三个电抗元件组成。 分解为两个L型网络， 需要注意：分解后的两个L型网络得串联臂和并联臂的电抗应是异性的。 所以：两个串联臂的电抗 Xs1和Xs2 是同性时， Xp分解成两个同性的电抗； Xs1和Xs2是异性时， Xp分解成两个异性的电抗。 将R2变成R3 ，再将R3 变换成R1 ，它们之间关系为： 可以得到： 所以T型网络可实现的条件为： 3.5.3 T型网络 各元件的电抗值为： 若Xp1和Xp2 是同性电抗，则： 若Xp1和Xp2 是异性电抗，则应考虑Xp1和Xp2的正负号，求得Xp 3.5.4 简单输出回路 输出回路的特点： ①将外接负载电阻（如天线等效电阻）变换成晶体管所要求的最佳负载电阻RP,并要求效率高； ②滤掉高次谐波，避免在外接负载中有高次谐波功率辐射；