第2章习题答案

第二章 习题二

2-1.某谐振功率放大器 =12V，输入，工作于临界状态，Icm=1A，功放管输出特性如题图所示。

题2-1图

(1)当谐振功率放大器分别工作于甲类( =180o，ic的振幅为0.5A)，乙类( =90o)和丙类( =60o)状态，根据折线分析法在输出特性平面上粗略画出三种放大器的动态线；

(2)分别画出三种放大器集电极电流ic(ωt)和uce(ωt)的波形；

(3)求丙类( =60o)时的输出功率P0和效率 c。(已知 =60o时， 1( )=，g1( ) =

解：(1)

红线：丙类；蓝线：乙类；黄线：甲类

(2)

(3) 丙类：

2-2. 已知谐振功率放大电路如图2-2所示，其基极偏压UBB =，晶体管导通电压UD =，饱和压降UCES＜，输入信号电压振幅Uim =，集电极电源UCC =24V，谐振回路的谐振阻抗RP=50Ω，集电极输出功率P0= 4W。

(1)计算输出电压的振幅Ucm，集电极电流最大值Icm，导通角 ，集电极效率 c。(已知，)

(2)指明工作在什么状态；若要调整到临界状态，定性指出可采取哪些措施，各种措施对应的P0 和 c如何变化。

解：(1)

(2) 欠压状态。（因为）

措施有四项：

1提高

2减小

3提高

4提高

2-3. 已知谐振功率放大器的动态特性如题图所示，图中ABC为动态线。

题2-3图

(1)问放大器工作点在什么状态；

(2)求对应的UCC 、Ucm 、cos 值

(3)若改变谐振阻抗使放大器工作在临界状态，那么是将谐振阻抗增大还是减小增大到或减小到原谐振阻抗的多少倍

解：(1) 欠压状态。

(2)

∴

(3) 增大谐振阻抗Rp使放大器工作在临界状态，设临界状态对应的谐振阻抗为

原欠压状态对应的谐振阻抗为Rp

∴

2-4. 谐振功率放大的输出匹配网络采用互感耦合输出回路，其动态特性线如题图所示。已知，。输入回路的直流偏置。

题2-4图

(1)求Ucm、 、Po、 c、RP的值；

(2)放大器工作在什么状态

(3)如何调整互感M可以使放大器工作于临界状态这时RP为多少 c为多少

(4)画出集电极馈电为并馈的电路图。

解：(1) 从图中可读知：，由于，

(2) 欠压状态

(3) 减小M可达到临界状态,这时

，不变，∴,

这时有：

(4)

2-5. 设一理想化晶体管特性如题图所示。已知，，基极偏压为零偏， 。

题2-5图

(1)试作出它的动态线，计算动态线A、B、C三点坐标值；

(2)此功放工作在什么状态，计算其效率 c；

(3)画出满足要求的基极偏置回路。

解：(1)

C点横坐标：

B点横坐标： ，

A点坐标： A(3，

(2) 临界状态

(3)

2-6. (1) 以图2-1-5中临界工作状态的动态线A2B2C2为基准，若输入回路的偏置UBB增大或减小(Uim、UCC、RP不变)，试分析动态线随之变化的情况；指出对应工作状态的变化；画出对应的ic波形，给出基极调制特性的规律。(2) 仍以图2-1-5中临界工作状态的动态线A2B2C2为基准，若输出回路的直流电压UCC增大或减小(Uim、UBB、RP不变)，试分析动态线随之变化的情况；指出对应工作状态的变化；画出对应的ic波形，给出集电极调制特性的规律。

2-7. 谐振功率放大器工作于临界状态，UCC =25V，Ucm =22V，输出功率P0=5W，集电极效率 c =50%，输出匹配网络效率 L =。如题图所示。求：

题2-7图

(1)电源直流功率Pdc；

(2)直流电流Ic0；

(3)基波分量Ic1；

(4)集电极阻抗RP及负载功率PL。

解：(1)

(2)

(3)

(4) ，

2-8. 试画出一高频功率放大器的实际线路。要求：

(1)采用NPN型晶体管，发射极直接接地；

(2)集电极采用并馈，与天线用T型匹配网络连接；

(3)基极用串馈，自偏压，与前级互感耦合。

解：

2-9. 如题图所示的两个功放电路。(1)说明各元件的作用；(2)画出交流等效电路。

(a) (b)

题2-9图

解：（1）(a)图中：隔直通交，使交流信号进入晶体管；对高频呈现低阻，近似短路，作高频旁路阻抗；隔直通交，使交流信号进入LC回路；C对高低频均呈现高阻，用作谐振回路电容；RFC1与RFC2对交流呈现高阻，对直流呈现低阻，RFC1提供零偏，RFC2保证只有直流进入。

(b)图的元器件与（a）图元器件的作用类似。

（2）(a)图的交流等效电路如下：

(b)图的交流等效电路如下：

2-10. 改正题图线路中的错误，要求不得改变馈电形式，公用一个电源，重新画出正确线路。

题2-10图

解：更正如图所示：

2-11. Ge/Si HBT器件是近几年出现的高频晶体管，其特征频率fT高，且噪声特性好。题图为650MHz (Ge/Si HBT )E类功放，图中电容CP 由晶体管结电容构成。

题2-11图

(1)输入匹配网络和输出匹配网络各采用什么形式电路，各有哪些元件组成；

(2)基极、集电极各采用什么馈电形式，由哪些支路和元件构成；

(3)简述此电路E类功放的工作原理。

解：(1) 输入匹配网络为T型：15nH、15nH电感和电容；

输出匹配网络为L型：Cp、30nH、35nH电感、电容。

(2) 基极并馈、集电极串馈。

(3) 略。

2-12. 试证明题图所示电路中，传输线变压器的阻抗变换关系。

(a) (b)

题2-12图

证略

2-13. 试画出n个1:1传输线变压器和短路线组成，阻抗变换比为传输线变压器的连接网络，并证明：Zc=(n+1)RL，Ri =(n+1)2RL。

解：该网络如下图所示：

设输入信号电压为ui ，电流为ii ，负载电压为uL，电流为iL ，

∵

又

∴

∵

∴

∵

又∵

∴

∴

2-14. 同相功率合成器电路如题图所示。试分析Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6各个传输线的功能和作用。

题2-14图

解：Tr1是同相功率分配器，将C端的功率平均分给B、D端；

Tr6是同相功率合成器，将、的功率在端合成；

Tr2、Tr3是4﹕1阻抗变换器，完成阻抗匹配；

Tr4、Tr5是1﹕4阻抗变换器，完成阻抗匹配。

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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/4863b077bdeb19e8b8f67c1cfad6195f302be8f6.html