西北工业大学高频电子线路讲义概要(7)

2019-03-09 23:24

而集电极输出回路主要取决于集电极特性。当vBE电压增大(或减小)时,vCE电压增大(或减小),但电流却减小(或增大)。并且,vCEmin越小,饱和越深,iCmax电流越小。因此,vCEmin在饱和区时,随着vBE和vCE的瞬时变化,在放大区和饱和区内iC电流的变化相反,产生波形凹陷。

vBEmax A’ A” iC iCmax iC A”’ -90° O 90° ωt O vCEmin O 90° ωt VCC -90° vc vCE

图2-2-2 改变Vcm对iC脉冲波形的影响

总而言之,变化特点可归纳为:随着Vcm增大,iC电流波形的高度减小;在欠压状态下,iC为接近余弦变化的脉冲波,脉冲高度随Vcm增大而略有减小;在过压状态下,iC为中间凹陷的脉冲波,脉冲凹陷程度随Vcm增大而加深,同时脉冲高度减小。在这个过程中,负载线也相应变化。

对于得到的iC波形,可以根据傅立叶级数展开,得到iC中的平均分量IC0和Icm1基波分量振幅,分别表示为

IC0?1πiCd?t ??π2π 31

Icm11π?iCcos?td?t 2π??π可以采用图解积分法获得其数值大小。本课程仅定性地讨论IC0和Icm1与iC脉冲波形的关系。在丙类工作的功率管导通期间,iC和cosωt均为正值,因此积分的结果表明,iC脉冲越宽,高度越高,IC0和Icm1就越大。反之就越小。如果出现凹陷,IC0和Icm1就更小。 2.2.3 四个重要特性

根据上述iC电流波形变化的特点及分析原理,通过VBB、Vbm、VCC、Vcm四个电压量的变化关系,可以得到三个具有实用价值的特性,并从中了解谐振功率放大器性能变化的特点。对于在实践中调试谐振功率放大器时起到很好的指导作用。

一、负载特性

谐振功率放大器的负载特性是指,当VBB、Vbm、VCC一定时,放大器性能随Re变化的特性。由于Re增大必将引起Vcm增大,因此,如上所述,Re由小增大时,Vcm也由小增大,放大器将由欠压状态经过临界状态进入过压状态,相应的iC波形由接近余弦变化的电流脉冲变为中间凹陷的脉冲波,且脉冲高度依次减小,如图2-2-3所示。据此可得到IC0和Icm1随Re变化的特性,如图2-2-4(a)所示。再由IC0和Icm1的变化就可画出Vcm,Po,PD,PC和ηc随Re变化的特性曲线,如图2-2-4(b)所示。分析图中的曲线可得到以下特点:

1、在欠压区,Re由小增大时,由于基区宽度调制效应,iC电流脉冲高度略有减小,相应地,IC0和Icm1也将略有减小,因而Vcm(= Icm1Re)和Po(= Vcm Icm1/2)近似线性增大;而PD(=VCC IC0)略有减小;结果使ηc增大,PC减小。

2、在过压区,随着Re增大,iC电流脉冲高度减小,且出现凹陷加深,因而

32

IC0和Icm1减小明显,但Vcm略有增大,结果Po和PD都减小;但是Po比PD减小得慢,从而ηc略有增大,PC略有减小。

3、在临界点,由于在欠压区Po随Re增大而增大,在过压区Po随Re增大而减小,所以此时Po达到最大Pomax;而ηc和PC处于变化平坦区,且ηc较大,PC较小(二者无极值),所以认为此时放大器接近最佳性能。通常将相应的Re值称为谐振功率放大器的最佳匹配负载,用Reopt表示,且在工程上用下式近似确定为

Reopt221Vcm1(VCC?VCE(s)at) ??2Pomax2PomaxiC iC iC iC O ωt O ωt Re增大

O ωt O ωt

图2-2-3 Re变化时的iC波形

33

Icm1,IC0 Icm1 IC0 (a) O 欠压 临界 过压

Re Vcm Vcm,Po,PD,PC,ηc ηc Po PC O 欠压 临界 过压

PD (b) Reopt

Re

图2-2-3 负载特性

二、调制特性

谐振功率放大器的调制特性分为集电极调制和基极调制二种特性。 1、集电极调制特性

集电极调制特性是指VBB、Vbm和Re一定时,放大器性能随VCC变化的特性。由于VBB和Vbm一定,所以vBEmax和iC脉冲宽度也一定,因而对应于vCEmin的动态点必定随VCC的变化在vBE=vBEmax的那条输出特性曲线上移动。当VCC由大减小时,相应的vCEmin也由大减小,放大器的工作状态将由欠压经临界进入过压,iC脉冲波形也将由近似余弦变为中间凹陷的波形。该过程如图2-2-5(a)所示,相应得到的IC0、Icm1和Vcm随VCC变化的特性如图2-2-5(b)所示。在欠压状态下,随着VCC电压减小,集电极电流iC脉冲的高度略有减小,因而IC0和Icm1以及Vcm= Icm1Re也将略有减小。在过压状态下,随着VCC电压减小,iC脉冲的高度

34

减小,且凹陷加深,因而IC0和Icm1以及Vcm= Icm1Re将迅速减小。

iC iC iC iC iC (a)

O ωt O ωt O ωt O ωt O ωt VCC增大 IC0,Icm1,Vcm Vcm Icm1 IC0 (b) O 过压 临界 欠压 VCC

图2-2-5 集电极调制特性

2、基极调制特性

基极调制特性是指Vbm、VCC和Re一定时,放大器性能随VBB变化的特性。 当Vbm一定,VBB自负值向正值方向增大时,放大管的导通角增大,导致集电极电流脉冲不仅宽度增大,而且还因vBEmax增大使其高度增加,故iC脉冲面积增大,因而IC0和Icm1以及Vcm= Icm1Re也将增大,结果使vCEmin减小,放大器相应由欠压进入过压状态。进入过压状态后,由于产生凹陷并随之加深,对集电极电流脉冲宽度和高度的增加相互抵消,iC电流脉冲面积增加缓慢,结果IC0和Icm1以及Vcm= Icm1Re也将增加缓慢,可近似认为不变,如图2-2-6所示。

35


西北工业大学高频电子线路讲义概要(7).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:高考名词性从句填空题专练习

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: