发布时间 : 星期二 文章丙类谐振功率放大器电路设计更新完毕开始阅读e43c17553c1ec5da50e2703c
邢台学院2011届本科生毕业论文（设计）
2.1.1 集电极最大允许电流ICM
当IC 超过ICM 后，放大器性能降低，若IC 过大也可能烧坏晶体管。
2.1.2 集电极最大允许耗散功率PCM
晶体管在集电极上产生的功耗使集电结发热，超过集电结的最大耗散功率后，晶体管可能会被烧坏，大功率管中为提高PCM，一般外装散热器。
2.1.3 二极管击穿耐量PSB
由于二次击穿是不可逆的,在使用时必须要求不发生二次击穿。
2.1.4 发射极开路,集电极-基极间反向击穿电压U(BR)CEO
使用时,集电结电压超过U(BR)CEO后,会使晶体管造成永久性损坏或功能下降。
2.2 丙类谐振功率放大器电路
在放大器原理上，功率放大器与其他放大器一样，都是能量转换器件，最主要是安全、高效和不失真（失真在允许范围内）地输出所需信号功率，为高效率输出信号且不失真（或失真在允许的范围内），通常采用丙类谐振功率放大器。本章主要介绍丙类谐振功率放大器的电路组成和工作原理并对各种状态进行分析。
在丙类谐振功率放大器中，管外电路由直流馈电电路和自给偏自电路两部分组成。如图2-2-1所示为集电极直流馈电电路（串馈），图中，LC为高频扼流圈,它与CC构成电源滤波电路,需要在信号频率上，LC的感抗很大，接近于开路，CC容抗很小，接近于短路，目的是避免信号通过直流电源而发生极间反馈，造成工作不稳定。
由于自给偏置效应可以使输入信号振幅变化时起到自动稳定输出电压振幅,因此,在基极通常采用自给偏置电路,如图2-1-2所示，提高的偏置电压是由基极电流脉冲iB中的平均分量IBO在高频扼流圈LB中固有直流电阻上产生的压降，电路中LB为功率管基极电路提供直流通路。滤波匹配网络介于晶体管和外接负载之间,充分滤除不需要的高次谐波,以保证负载上的输出基波功率。
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图2-2-1集电极直流馈电电路（串馈）
图2-2-2 自给偏置电路
图2-2-3为丙类谐振功率放大器的简单基本电路,输入端采用自给偏置电路,输出端为集电极直流馈电电路(串馈)。
图2-2-3 丙类谐振功率放大器的简单基本电路
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2.3 丙类谐振功率放大器工作原理
图2-3-1为丙类谐振功率放大器原理图,为实现丙类工作,基极偏置电压VBB应设置在功率的截止区。
输入回路
由于功率管处于截止状态，基极偏置电压VBB作为结外电场，无法克服结内电场，没有达到晶体管门坎电压，从而，导致输入电流脉冲严重失真，脉冲宽度小于90o。
由iC≈βiB知，iC也严重失真，且脉宽小于90o。 输出回路
若忽略晶体管的基区宽度调制效应以及结电容影响,在静态转移特性曲线(iC～VBE)上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半个周期。
图2-3-1 丙类谐振功率放大器原理图
由Dirichlet收敛定理可知,可将电流脉冲序列iC分解成平均分量、基波分量和各次谐波分量之和,即
iC =ICO + Ic1mcosωSt+ Ic2m cos2ωSt+?
由于集电极谐振回路调制在输入信号频率上因而它对iC中的基波分量呈现的阻抗很大，且为纯电阻。而对其他谐波分量和平均分量阻抗均很小，可以忽略，这样，在负载上得到了所需的不失真的信号功率。
2.4 丙类谐振功率放大器电路分析
本节主要在丙类谐振功率放大器管外电路进行分析，谈论VBB 、Vbm 、VCC 和Vcm对放大器的影响。
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2.4.1 丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路
我们知道,丙类谐振功率放大器输入端通常采用自给偏置电路提供偏置电压，采用这种方式可以在输入信号振幅变化时起到自动稳定输出的作用。但要注意,存在自给偏置电路的丙类谐振功率放大器只能适宜等幅信号(载波、调频信号)而不适宜放大调幅信号，否则调幅信号包络将会失真。
常用的基极偏置电路见图2-4-1(输出回路均以略去)所示。
图2-4-1 基极偏置电路
现分析基极偏置电压是怎样产生的,如图2-4-1（b）所示，当电源V1电压处在正半周期且电压振幅大于PN结门坎电压时，基极导通，此时，记流经C2的电流为i1 ，一个周期内的其他时间处于截止状态，此时，记流经C1的电流为i2 。显而易见，基极导通时流经C2的电流i1大于截止时的电流i2，即 i1＞i2 。C2两端的电压关系为 U i1＞U i2.由于基极相对于地的电压波形为正半周期幅度小于负半周期幅度,由傅里叶级数可知，它的平均分量为负，使功率管发射结正偏，处于截止状态。
2.4.2 丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路
集电极直流馈电电路有两种连接方式:串馈和并馈。所谓串馈是指,将直流电源、匹配网络和放大管串接起来的一种方式。如图2-4-2(a)所示,图中LC为高频扼流圈,CC为电源滤波器,ZL为电抗。要求LC对信号频率的感抗很大,接近开路, CC的容抗很小,接近短路,是为了避免信号电流通过直流电源造成工作不稳定。
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