第4章 谐振功率放大器习题参考解答_第4章习题参考解答

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第4章 谐振功率放大器习题参考解答

1为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？

解：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。

2一谐振功率放大器，若选择甲、乙、丙三种不同工作状态下的集电极效率分别为：c甲＝50％，c乙＝75％，c丙＝85％。试求：

（1）当输出功率Po=5W时，三种不同工作状态下的集电极耗散功率PC各为多少？

（2）若保持晶体管的集电极耗散功率PC＝1W时，求三种不同工作状态下的输出功率Po各为多少？

解：通过本题的演算，能具体了解集电极效率对集电极耗散功率和输出功率的影响。（1）根据集电极效率ηc的定义

c可得

PoPo PDPoPc1cPccPo

将ηc甲、ηc乙、ηc丙分别代入上式可得

Pc甲＝Po＝5W，Pc乙＝0.33Po＝1.65W，Pc丙＝0.176Po＝0.88W可看出ηPc就越小。

（2）从Pc的表达式可以推导出

c

越高，相应的PocPc 1c将ηc甲、ηc乙、ηc丙分别代入上式得

Po甲＝Pc＝1W，Po乙＝3Pc＝3W，Po丙＝5.67Pc＝5.67W可见，在Pc相同时，效率越高，输出功率就越大。

4某一晶体管谐振功率放大器，设已知VCC=24V，IC0＝250mA，Po＝5W，电压利用系数ξ＝1。试求PD、ηc、Rp、Icm1、电流通角θc。

解： PDVCCIC0240.25W6W

cPo50.83383.3% PD6

VcmVCC124V24V

Icm12Po25A0.417A 2Vcm24Icm14171.67 IC0250

g1c4-9

高频大功率晶体管3DA4参数为fT＝100MHz，β＝20，集电极最大允许耗散功率PCM＝20W，饱和临界线跨导gcr＝0.8A／V，用它做成2MHz的谐振功率放大器，选定VCC＝24V，θc＝70°，iCmax＝2.2A，并工作于临界状态。试计算Rp、Po、Pc、ηc与PD。

解： 由iCgcrCE，当CECEmin时，iCiCmax，因此得

CEminiCmax2.2A2.75V gcr0.8AV

Vcm＝VCC－υCE min＝（24－2.75）V＝21.25V

Icm1＝iCmaxα1（θc）＝（2.2×0.436）A＝0.96A

［α1（70°）＝0.436］

Po11Icm1Vcm0.96A21.25V10.2W 2IC0＝iCmaxα0（θc）＝（2.2×0.253）A＝0.557A

［α1（70°）＝0.253］

PD＝VCCIC0＝（24V）×（0.557A）＝13.36W

cPo10.20.76376.3% PD13.36Vcm21.25V22.1 Icm10.96A

Pc＝PD－Po＝（13.36－10.2）W＝3.16W＜PCM

（安全工作）

Rp4-1

1题图4-11所示为末级谐振功率放大器原理电路，工作于临界状态。图中C2为耦合电容，输出谐振回路由管子输出电容、L1、L2和C1组成，外接负载天线的等效阻抗近似为电阻。将天线短路，开路（短时间），试分别分析电路工作状态如何变化？晶体管工作是否安全？

解：天线开路时，回路的品质因数增大，导致Rp急剧增加，结果是Vcm增大使功率管工作于强过压状态。在强过压状态下，Vcm有可能大于VCC，结果使υCEmax＞V（BR）CEO，功率管被击穿。

天线短路时，回路严重失谐（呈感性），且阻抗Zp＜＜Rp，使功率管工作于欠压状态，Pc增大，很可能导致Pc＞PCM，功率管烧坏。

4-12 一谐振功率放大器，设计在临界工作状态，经测试得输出功率Po仅为设计值的 60％，而IC0却略大于设计值。试问该放大器处于何种工作状态？分析产生这种状态的原因。

解：Rp小，导致放大器进入欠压状态。原因是放大器由临界状态进入欠压状态时，集电极电流脉冲高度增大，导致IC0和Iclm略有增大，但Vcm因Rp而减小，结果是Po减小，PD增大，ηc减小。

4-21 根据题图4-21所示的谐振功率放大器原理电路，按下列要求画出它的实用电路。（1）两级放大器共用一个电源；（2）T2管的集电极采用并馈电路，基极采用自给偏置电路；（3）T1管的集电极采用串馈电路，基极采用分压式偏置电路。

解： 根据题意要求画出的电路如题图4-21（b）所示。图中，两级共用一个电源。电源线必须串接电源滤波网络RC1、CC1、LC1、CC2。T2管基极接高频扼流圈Lb，提供直流通路，并利用扼流圈的直流电阻产生自给偏压。T2管集电极接高频扼流圈Lc2，组成并馈电路。在L2和L3的接点上并接电容C3，构成T型匹配滤波网络。