第2章高频功率放大器答案

1第2章高频功率放大器2.1为什么低频功率放大器不能工作于丙类，而高频功率放大器则可工作于丙类？答：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽，因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。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coI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，coI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。2.3提高高频放大器的效率与功率，应从哪几方面入手？答：（1）使放大器工作于丙类，并用选频网络作为负载；（2）适当选取电流导通角c。2.9晶体管放大器工作于临界状态，200pR，90mAcoI，30VCE，90c。试求oP与。解：查课本后附录得：11()(90)1.57cggm11()901.57141.3(mA)ccocIIg∴232111(141.310)2001.997(W)=2W22ocmpPIR33090102.7(W)DCcoPEI∴2100%74.1%2.7oDPP2.10已知谐振功率放大器的导通角c分别为180、90和60时，都工作在临界状态，且三种情况下的CE、maxcI也都相同。试计算三种情况下效率的比值和输出功率oP的比值。解：（1）22221max1max1max00()()22()2()cmpccpcpocDCcoCccCcIRIRIRPPEIEIE∵CE、maxcI、pR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)0.50.3190.218（2）2221max111()22ocmpcpcPIRIR∴222222123111::(180):(90):(60)0.5:0.5:0.3911:1:0.61oooPPP22.11已知谐振功率放大器电路，24VCE，5WoP。当60%时，试计算CP和coI。若保持oP不变，提高到80%，则CP和coI减小为多少？解：（1）ooDCoPPPPP∴110.653.33(W)0.6CoPP58.33(W)0.6oDPP∴8.330.35(A)24DcoCPIE（2）110.851.25(W)0.8CoPP56.25(W)0.8oDPP∴6.250.26(A)24DcoCPIE2.12实测一谐振功放，发现oP仅为设计值的20％，coI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oP和coI接近于设计值？解：通常功放设计工作在临界状态，则：20oPP临界％，cocoII临界。根据P73图2.17知：此功放工作于欠压工作状态。故增大pR就可使此功放工作于临界状态，oP及coI都可接近于设计值。2.14某一晶体管谐振功率放大器，已知24VCE，250mAcoI，5WoP，电压利用系数1。试求DP、、pR、m1cI和电流导通角c。解：（1）324250106(W)DCcoPEI（2）5100%100%83.3%6oDPP（3）124VcmCUE2212457.6()225cmpoURP（4）m112250.417(A)24occmPIU（5）m110.417()1.670.25cccoIgI查附录知：1(78)1.67g，故78c。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5MHzf，谐振时电容200pFC，回路有载品质因数20LQ，放大器要求的最佳负载阻抗50pcrR。试计算回路电感L和接入系数Lp。解：（1）根据012fLC有：6212620115.06610(H)5.066μH(2)20010(2510)LCf3（2）设并联谐振回路谐振阻抗为pR，则有：00pLpRQCRL∴06120203183.1()251020010pQRC∴500.1253183.1pcrLpRpR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24CE，导通角70c。功放管参数为：1.5A/Vcrg，5ACMI。试问：（1）直流电源提供的功率DP、功放管的集电极损耗功率CP、效率和临界负载电阻pcrR各是多少？（注：0(70)0.253，1(70)0.436）（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。∵maxm1()(1)ccrCccrCcrIgEUgE∴11max11111()(1)()222ocmcmCcrccCcrcrCcrcPUIEIEgE即22120()ocrcrCcrcPEg∴221211112150.912724()24241.50.436ocrCcrcPEg（1）1240.912721.9(V)cmCcrUE1122151.3699(A)21.9ocmcmPIU∴1max11.36993.1419(A)(70)0.436cmcII①max0(70)3.14190.2530.7949(A)cocII240.794919.08(W)DCcoPEI②19.08154.08(W)CDoPPP③15100%78.6%19.08④1121.915.99()1.3699cmpcrcmURI（2）由于功放工作于临界状态，若bmU增大一倍，则功放的工作状态进入过压工作状态。bmcUi下凹部分且coI、1cmI缓增2112ocmpPIR缓增（几乎不变）（P75图2.20）（3）由于功放工作于临界状态，若pR增大一倍，则4∵pdRg功放的工作状态进入过压工作状态。（P73图2.17）（4）回路失谐时负载阻抗pZ模值即pdZg进入欠压状态coI、m1cI、1cmDCcoUPEI、111cos2ocmcmCDoPUIPPP功耗大，烧坏管子。用coI的最小值来指示调谐。2.17高频大功率晶体管3DA4的参数为100MHzTf，20，额定输出功率20WoP，临界饱和线跨导0.8A/Vcrg，用它做成2MHz的谐振功率放大器，选定24VCE，70c，max2.2ACI，并工作于临界状态。试计算pR、oP、CP、与DP。解：临界状态时，maxm1()ccrCcIgEU∴max12.22421.25(V)0.8ccmCcrIUEgmax0()2.20.2530.5566(A)coccII1max1()2.20.4360.9592(A)cmccII（1）1121.2522.15()0.9592cmpcmURI（2）111121.250.959210.19(W)22ocmcmPUI（3）240.556613.36(W)DCcoPEI（4）13.3610.193.17(W)CDoPPP（5）10.19100%100%76.27%13.36oDPP