第4章习题答案
4-11设两个谐振功率放大器具有相同的回路元件参数。它们的输出功率P1分别为
W放大器的输出功率增加1W和0.6W。现若增大两放大器的Ec,发现其中P1?1不明显;而P1?0.6W放大器的输出功率增加明显,试分析其原因。若要增加
PW放大器的输出功率,试问还应同时采取什么措施(不考虑功率管的安全1?1工作问题?
解:当功放处于欠压状态时,Ec增加,Ic1增加不明显,Uc1增加也不明显,则P1增加不明显。所以,输出功率为1W的放大器,原来的工作状态为欠压状态,要增加其输出功率,应增加Re、Eb、Ubm。
P1?0.6W的放大器的输出功率在Ec增加时增加明显,说明其原来的工作状
态为过压状态。
4-13 有一谐振功率放大器,已知晶体管的的gc?2000ms,UbZ?0.5V,Vcc?12V,谐振回路谐振电阻Rp?130?,集电极效率?c?74.6%,输出功率Po?500mW,且工作于欠压状态。试求: (1)Ucm、?c、Ic1m、Ic0、ICM;
(2)为了提高效率?c在保持Vcc、RP、Po不变的条件下,将通角?c减小到60?,计算对应于?c?60?的Ic1m、Ic0、ICM、?c;
(3)采用什么样的措施才能达到将?c变为60?的目的?
21Ucm解:(1)由Po?可得Ucm?2PoRP?11.4V,
2RP由?c?1Ucmg1(?c) 2Vcc可得g1(?c)?Ic1m?2?cVcc?1.568,查表?c?90?,?0(90?)?0.319,?1(90?)?0.5 UcmUcm?87.69mARPICM?Ic1m/?1(90?)?175.38mA Ic0?ICM?0(90?)?55.95mA(2)若Vcc、RP、Po不变,?c'?60?,由于Po、RP不变,则Ucm不变,Ic1m不变,则
?c(60?)?1Ucmg1(60?)?85.5%2VccIc1m?87.69mAICM?Ic1m/?1(60?)?224.27mAIc0?ICM?0(60?)?48.89mA
(3)在保持Vcc、RP、Po不变的条件下,要将?c?90?改为?c?60?,它应满足的条件是Ic1m不变,ICM(90?)?175.38mA,ICM(60?)?224.27mA, 由于ICM(90?)?gcUbm(1?cos90?), 所以
Ubm(90?)?ICM(90?)?87.69mVgc
Vbb(90?)?UbZ?0.5V由cos60??UbZ?V(60?)0.5?V(60?)??0.5
Ubm(60?)0.24427可得V(60?)?112.135mV
因此,若要保持Vcc、RP、Po不变将?c由90?变为60?,则Ubm由87.89mV变为
244.27mV,而V由500mV变为112.135mV。
4-14 某谐振功率放大器,晶体管的饱和临界线斜率gcr?0.5s,UbZ?0.6V,电源电压Vcc?24V,Vbb??0.2V,输入信号振幅,Ubm?2V,输出回路谐振电阻RP?50?,
输出功率Po?2W,试求:
(1) 集电极电流最大值ICM、输出电压振幅Ucm、集电极效率?c; (2) 判断放大器工作于什么状态?
(3) 当RP变为何值时,放大器工作于临界状态,这时输出功率Po、集电极效率?c分别为何值? 解:(1)由于cos?c?UbZ?Vbb?0.4, Ubm得?c?66.4?,查表?0(66.4?)?0.241,?1(66.4?)?0.421 由Po?12Ic1mRP和Ic1m?2Po/RP?282.8mA,则 2Ucm?Ic1mRP?14.14VICM? Ic1m?671.7mA?1(?c)直流电源Vcc输入功率P??VccIc0?VccICM?0(?c)?3885.1mW
?c?Po?51.5% P?(2)判断放大器工作于什么状态,可以利用gcr来进行。若为临界状态则满足
ICM?gcr(Vcc?Ucm)。实际上,放大器的Ucm?14.14V,ICM?671.7mA,这里可以用
两个方法判断。
''?gcr(Vcc?Ucm)?4.93A,ICM?ICM①若Ucm?14.14V,对应于临界状态的ICM为欠
压状态;
'②若ICM?671.7mA,对应于临界状态的Ucm?Vcc?ICM'为欠压?22.66V,Ucm?Ucmgcr工作状态
(3)RP为何值时,放大器工作于临界状态?由于工作于欠压状态,在其他量不变的条件下,只有增大RP才能进入临界工作状态。
在gc,UbZ,Vcc,V和Ubm不变的条件下,ubemax?V?Ubm不变,则集电极电流脉冲幅值ICM不变,cos?c不变,?c不变,即?c?66.4?。在ICM?671.7mA的条件下,要
'工作于临界状态,其对应的Ucm?22.66V,而Ic1m?ICM?1(66.4?)?282.8mA,故
'UcmR??80.13?
Ic1m'P当RP改为80.13?时,为临界工作状态。此时对应的输出功率为
1'Po'?UcmIc1m?3204.1mW
2而直流电源Vcc输入功率P??VccIc0?3885.1mW 集电极效率?c?
4-15 某谐振功率放大器,Vbb??0.2V,UbZ?0.6V,gcr?0.4s,Vcc?24V,RP?50?,
Ubm?1.6V,Po?1W。试求集电极电流最大值ICM,输出电阻振幅Ucm,集电极效率
Po?82.5% P??c,并判断放大器工作于什么状态?当RP变为何值时,放大器工作于临界状态,这时输出功率Po、集电极效率?c分别为何值? 解:cos?c?UbZ?Vbb?0.5 Ubm?c?60?,?0(60?)?0.218,?1(60?)?0.391 因为Po?12IcmRP 2所以Ic1m?ICM?2Po?0.2A RPIc1m?0.512A?1(?c)Ucm?Ic1mRP?10V
?c?PoP?o?37.3%P?VccIc0判断放大器的工作状态可用下列方法:
'① 根据ICM?0.512A和gcr?0.4s,计算临界状态的Ucm值,即
'Vcc?Ucm?ICM/gcr?1.28V'Ucm?24?1.28?22.72V'Ucm?Ucm
工作于欠压状态。
'② 根据Ucm?10V和gcr?0.4s计算临界状态的ICM值,即
'ICM?gcr(Vcc?Ucm)?5.6AI'CM?ICM?0.512A,
工作于欠压状态。
'③ 根据ICM?0.512A,Ucm?10V计算gcr的值,即
'gcr?ICM?0.037sVcc?Ucm
'gcr?gcr工作于欠压状态。
若要工作于临界状态,在保证ICM与?c不变的条件下,临界状态对应的
Ucm?22.72V
RP?Ucm?113.6?Ic1m1Po?UcmIc1m?2.272W 2P??VccIc0?2.679W?c?Po?84.8%P?
4-16 某谐振功率放大器工作于临界状态,已知晶体管的临界线斜率
gcr?0.8A/V,最低管压降vcemin?2V,输出电压幅度Vcm?22V,半导通角?c?70?,
求:交流输出功率Po、电源供给直流功率P?、集电极耗散功率Pc以及集电极效率?c[?1(70?)?0.436,?0(70?)?0.253]。
icgcrvceminvceVcmVcc图4-18
解:由图4-18可知icmax?gcr?vcemin?1.6A 而Ic1m?icmax??1(?c)?0.697A
Ic0?icmax??0(?c)?0.4048A
故P1o?2Ic1m?Vcm?7.7W 而P??Ic0?Vcc,Vcc?vcemin?Vcm?24V 所以P??0.4?24W?9.6W
Pc?P??Po?1.9W
集电极效率?c?PoP?80.2% ?icicmax?t
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