1 晶体管高频功率放大器采用的工作状态 实际运用中，分别放大式的图像功率放大通道中的低电平级功率放大器都是采用甲类欠压状态；而高电平级功率放大器或对非线性失真指标要求较低的功率放大器则是采用甲乙类欠压状态；共同放大式的功率放大器一般采用甲类欠压状态。为了获得最佳的线性输出能力，还要依据晶体管特性进行最佳工作点的选择，负载线的确定，保证功放管稳定工作。 2 晶体管高频功率放大器电路的构成及应用 2.1 直流馈电电路 功率放大器正常工作时，流出管子的电流经过电路流入管子，包括直流电流和高频电流两大部分。高频电流(甲类状态除外)是由基波电流和谐波电流组成的。外电路对基波电流是较大的电阻性负载。对基波的谐波和直流而言，外电路可近似视为短路。对于直流、基波及各次谐波电流，外电路有通路，不能断路，也不能互窜。因此，外电路必须接有高频旁路电容、隔直流电容和高频扼流圈，使外电路的高频电流和直流通路合理地分隔开来。 高频扼流圈的电感量，原则上是大一些为好。在晶体管高频功率放大器中，不论是集电极电路，还是基极电路，它们的直流馈电电路都可以分为串馈和并馈两种形式。串馈是指晶体管、负载和直流电源三者是串联相接的，并馈是指晶体管、负载和直流电源三者并联相接，如图1所示。无论采用哪一种馈电方式，都是按照一定原则组成的。 图1直流馈电电路Fig.1DCfeedcircuit 串馈和并馈馈电方式仅是对电路的结构形式而言的，对于电压而言，直流电压和高频电压总是串联的，因此对于两种电路工作状态的分析是相同的。 串馈和并馈各有优缺点，在高频功率放大器电路中，由于管子基极直流馈电点的高频阻抗很低，一般采用并馈方式。在低频时，由于晶体管电流增益较高，可能发生较强的低频寄生振荡，甚至损坏管子。因此，当基极采用并馈时，集电极电路就不应采用扼流圈而要使用小电感(或微带线段)的串联馈电。直流馈电电路还应尽量降低寄生振荡和高频耦合发生的可能性。通常采取以下几种预防措施：其一，把扼流圈绕在电阻上，降低扼流圈的Q值，避免低频寄生振荡。其二，高频旁路电容由2～3个不同容量的电容构成，尽可能做到全频段宽频带旁路，防止共用恒流电源引线耦合带来的问题，造成放大器不稳定或频响变化。其三，高频旁路电容C1的接地引线要尽量短，以防与其他元件的引线电感起作用。导致高频寄生振荡。其四，在功率放大器的直流馈电电路中，一般都串接2～3节的LC去耦电路，增强馈电电路的去耦滤波能力，有利于消除级间寄生耦合。 2.2 基极偏置电路 其一，直流内阻足够低。严格控制电源的直流内阻，对连接导线和去耦扼流圈的直流内阻也要有严格限制，电源容量越大则要求越高。对于3-5A电源(包括导线电阻)，要求其直流电阻应低于0.05Ω，对于偏置电路的内阻则要求低于0.5Ω，并且管子的输出功率越大，所要求的内阻就越低。此外，基极馈电、偏置电路直流内阻足够低，将使集电极击穿特性由BVCER向BVCES过渡，有利于晶体管的安全工作。 其二，视频阻抗足够低。尤其是对甲乙类工作状态而言，电路中的视频成分不再被忽略。常采用低电感量的线圈和旁路电容构成多节去耦滤波电路。 其三，温度稳定性好。要保持线性功率放大器的直线性指标最佳，要求严格保持工作点电流的稳定，这就需要基极正向偏置电压能跟踪发射结(即EB结)电压和hFE随温度的变化。通常采用PN结压降随温度的变化作补偿。例如，与低频放大器一样选用晶体二极管接在偏置电路中，最好采用与高频功率管同样工艺制造并封入同样底座与散热器良好接触的专用偏置管。静态工作点的温漂在甲类工作状态时将引起功耗变化并降低线性输出能力，功耗过大时将影响器件寿命。在甲乙类工作状态时,IM3(以及DG)指标对静态工作点的温漂极为敏感。在甚高频段甲类工作状态下的低电平前级一般和电压放大器一样，主要依靠RE的电流反馈作用，并用较小的RBE实现稳流。在甚高频功率级仍可用RE，但其压降不能太大，而使电流反馈作用受到限制，故需要在基极偏置电路中使用二极管和热敏电阻进行温度补偿。这种电路的优点是简单可靠，缺点是基极偏置电路耗电较大，RE旁路电容引起发射极接地电感增大而损失增益。旁路不善时还易产生自激。丙类工作状态下的高频功率放大器晶体管发射结应加反向偏置电压，一般采用自给反向偏置。 按以上要求，组成晶体管高频线性功率放大器的基极偏置电路主要有以下两种类型，一是利用二极管和热敏电阻进行温度补偿的基极偏置电路。另一是三极管温度补偿的基极偏置电路。 2.3 输入、输出匹配电路 电视、调频发射机中晶体管高频功率放大器常采用的匹配电路有两种，即调谐式和不调谐式(宽带)匹配电路。前者多用于窄带调谐功率放大器(包括宽频段回路调频放大器)，后者多用于宽带功率放大器。 对于不同用途的功率放大器来说，输入、输出匹配电路的构成也有