第十章高频功率放大器4-1

第十章高频功率放大器10.1概述高频功率放大器所处位置：发射机末级功能：将已调制的通带信号放大到一定功率送上天线发射不能干扰相邻信道与本接收机大功率、高效率负载阻抗固定限制频带本章内容：1.高频功率放大器的基本特点，主要性能指标2.高频功率放大器的分类3.高效率的高频功率放大器晶体管工作状态：电源VCC、负载R工作点Q最大输出状态（饱和、截止）①输出大功率、高效率②天线阻值确定（一般为50）功率放大器：小信号放大器——小信号、强调的是增益若要求输出功率1W，RVP2输出电压幅度V10mV峰峰值V20PPV电源VCC大于20V电源电压太高这些区别会造成什么影响？高频功率放大器与小信号放大器相比有哪些区别？解决办法——采用扼流圈馈电结果：输出同样功率，电源电压降低一半（10V）注意晶体管工作状态②工作点Q①直流负载＝0③交流负载R④最大输出电压=Vcc问题：晶体管承受的耐压不变——20V如何降低耐压？降低晶体管耐压方法？22VPIVIRR晶体管输出功率为：保证输出功率不变，要降低耐压增大电流减小负载电阻方法——进行阻抗变换结论：①高频功率放大器的工作特点是——低电压、大电流②高频功放基本组成单元是——晶体管、偏置电路、扼流圈、阻抗匹配网络和负载晶体管高频大电流工作引入的问题：降低了晶体管的功率增益和工作频率①晶体管的芯片面积必须增大增大了极间电容CgccgfmmT2)(2高频大功率晶体管基极、发射极——窄长形的指状结构解决办法：使发射极的面积最小（减小极间电容）使基极和发射极相互间的接触边缘最大可以承受大的基极电流在制作和安装功放时，应注意发射极引线尽可能短解决办法：改变封装形式，它的发射极由两个相对的宽金属带引出②电路中的寄生参数（如引线的电感）影响极大，——降低增益甚至引起放大器的不稳定。其中影响最大的是发射极引线电感③晶体管的输入输出阻抗数值很小，而且是复数阻抗匹配困难④由于大电流，电路中很小的电阻，如晶体管基区体电阻，扼流圈RFC的直流电阻等都会消耗功率，使放大器效率下降输出功率+20~+30dBm效率30%~60%电源电压3.8~5.8V三阶互调失真（IMD）–30dBc增益20~30dB寄生输出–50~–70dBc稳定系数1功率控制开、关或1dB步进功率放大器的主要性能指标指标分析①功率根据用途而定②效率集电极效率——输出功率Pout与电源供给功率Pdc之比dcoutcPP③杂散输出与噪声④线性衡量功率放大器线性的主要指标：三阶互调截点（IP3），1dB压缩点，谐波等不能放大非恒定包络的已调波干扰相邻信道相邻信道发射信号对本接收机形成干扰接收信道线性功率放大器——不失真，效率低非线性功率放大器效率高失真频域表现：谐波、互调失真、频谱再生时域表现：包络失真、波形失真10.2高频功率放大器的分类两种分类原则按晶体管的导通角分类按晶体管等效电路分类②按等效电路分ABC属于同一类——晶体管等效为受控电流源DE属于同一类——晶体管等效为开关①按导通角分——A、B、C类A类B类C类=180度=90度90度设置合适的静态工作点IDQ——以确保导通角=180度10.3.1A类放大器10.3A、B类功率放大器①采用偏置电路④阻抗变换网络——完成天线阻抗向最佳负载的转换②直流负载线③交流负载线最大输出信号电流幅度为：max12smDDQIIIDDomVV最大输出电压幅度为：最大输出功率为：DDDoVIPmaxmax2121电源VDD供给功率为：DDDQdcVIP所以A类放大器的最大集电极效率为：%502121maxmaxDDDQDDDdcocVIVIPPA类功率放大器的输出功率和效率——由于管子的饱和、截止实际效率只有30~40%10.3.2B类和AB类功率放大器B类功率放大器—导通角=90输出电流为半个正弦波正弦波电压峰值近似为DDVB类推挽放大器输入信号反相两管轮流导通两个半波在负载上合成为一个正弦波所以仍视B类放大器为线性放大器B类放大器的效率高于A类放大器A、B类放大器均属于宽带放大器