高頻功率放大器電路圖

利用選頻網絡作為負載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器，這是無線電發(fā)
射機中的重要組成部分。根據放大器電流導通角θ的范圍可分為甲類、乙類、丙類
及丁類等不同類型的功率放大器。電流導通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲類功放的θ=180，效率η最高也只能達到50%，而丙類功放的θ< 90o，效率η可達
到80%，甲類功率放大器適合作為中間級或輸出功率較小的末級功率放大器。丙類
功率放大器通常作為末級功放以獲得較大的輸出功率和較高的效率。

圖3-1 高頻功率放大器
圖3-1 為由兩級功率放大器組成的高頻功率放大器電路，其中VT1 組成甲類功
率放大器，晶體管VT2 組成丙類諧振功率放大器，這兩種功率放大器的應用十分廣
泛，下面介紹它們的工作原理及基本關系式。
1、甲類功率放大器
1）靜態(tài)工作點
如圖3-1 所示，晶體管VT1 組成甲類功率放大器，工作在線性放大狀態(tài)。其中
RB1、RB2 為基極偏置電阻；RE1 為直流負反饋電阻，以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點。RF1
為交流負反饋電阻，可以提高放大器的輸入阻抗，穩(wěn)定增益。電路的靜態(tài)工作點由
下列關系式確定：
uEQ=IEQ（RF1+RE1）≈ICQRE1 （3-1）
式中，RF1 一般為幾歐至幾十歐。
ICQ=βIBQ （3-2）
uBQ=uEQ+0.7V （3-3）
uCEQ=Ucc - ICQ（RF1+RE1） （3-4）
2）負載特性

如圖3-1 所示，甲類功率放大器的輸出負載由丙類功放的輸入阻抗決定,兩級間
通過變壓器進行耦合，因此甲類功放的交流輸出功率P0 可表示為：P0 = PH′/ηB （3-5）
式中，PH′為輸出負載上的實際功率，ηB 為變壓器的傳輸效率，一般為ηB=0.75~0.85。

圖3-2 甲類功放的負載特性
圖3-2 為甲類功放的負載特性。為獲得最大不失真輸出功率，靜態(tài)工作點Q 應選
在交流負載線AB 的中點，此時集電極的負載電阻RH 稱為最佳負載電阻。集電極的輸出功率PC 的表達式為：

3）功率增益

與電壓放大器不同的是功率放大器應有一定的功率增益，對于圖4.3.1 所示電路，甲類功率放大器不僅要為下一級功放提供一定的激勵功率，而且還要將前級輸入的信號，進行功率放大，功率增益Ap 的表達式為

關系。由圖可得：

圖3-6 變壓器耦合電路

式中，N1 為集電極接入初級匝數(shù)。
N2 為初級線圈總匝數(shù)。
N3 為次級線圈總匝數(shù)。
QL 為初級回路有載品質因數(shù)，一般取2~10。
兩類功率放大器的輸入回路亦采用變壓器耦合方式，以使輸入阻抗與前級輸出阻

抗匹配。分析表明，這種耦合方式的輸入阻抗Zi 為

式中，
?r b b' 為晶體管基極體電阻
rb b ' ≤25Ω。
2）負載特性
當功率放大器的電源電壓+ucc，基極偏壓ub，輸入電壓C 或稱激勵電壓usm 確定
后，如果電流導通角選定，則放大器的工作狀態(tài)只取決于集電極回路的等效負載電
阻Rq。諧振功率放大器的交流負載特性如圖3-7 所示，由圖可見，當交流負載線正
好穿過靜態(tài)特性曲線的轉折點A 時，管子的集電極電壓正好等于管子的飽和壓降
uCES，集電極電流脈沖接近最大值Icm。

當Rq< R0 放大器處于欠壓工作狀態(tài)，如C 點所示，集電極輸出電流雖然較大，
但集電極電壓較小，因此輸出功率和效率都較小。當Rq > R0 時，放大器處于過壓狀
態(tài)，如B 點所示，集電極電壓雖然較大，但集電極電流波形有凹陷，因此輸出功率
較低，但效率較高。為了兼顧輸出功率和效率的要求，諧振功率放大器通常選擇在臨界工作狀態(tài)。判斷放大器是否為臨界工作狀態(tài)的條件是：
ucc - ucm = uCES （3-29）
式中，ucm 集電極輸出電壓幅度。uCES 晶體管飽和壓降。