文档介绍：丁类（D类）功率放大器
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引言
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引言
高频功率放大器的主要问题是如何尽可能地提高它的输出功率与效率。只要将效率稍许提高一点，就能在同样的器件耗散功率的条件下，大大提高输出功率，甲、乙、丙类放大器就是沿着不断减小电流通角θc的途径，来不断提高放大器的效率。
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但是，θc减小是有一定限度的。因为θc太小，效率虽然很高，但因Icm1下降太多，输出功率反而下降。要想维持Icm1不变，就必须加大激励电压（即输入电压），这又可能因激励电压过大而引起管子的击穿。
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引言
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引言
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丁类、戊类等放大器就是采用固定θc为90°，但尽量降低管子的耗散功率的办法，来提高功率放大器的效率。具体说，丁类放大器的晶体管工作于开关状态：导通时，管子进入饱和区，器件内阻接近于零；截止时，电流为零，器件内阻接近于无穷大。这样集电极功耗大为减小，效率大大提高。理想情况下，丁类放大器的效率可达100%。
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学****要点
本 节 学****要 点 和 要 求
丁类（D类）功率放大器
掌握丁类电压开关型功率放大器的工作原理
学会计算丁类功率放大器有关参数
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电压开关型丁类功率放大器工作原理
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电压开关型丁类功率放大器的计算
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一、电压开关型丁类功率放大器原理 两管轮流饱和导通和截止分析
一、电压开关型丁类功率放大器工作过程
丁类（D类）功率放大器
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两管与电源电压VCC是串联的。激励源输入的是矩形波激励电压，通过变压器耦合令两只管轮流饱和导通和截止。两只晶体管相当于两只开关。
i1
C
L
Rb
Rb
A
VCC
i2
i
RL
激励源
+
-
+
-
+
-
A点电压为VCC。
饱和，相当于开关接通。
截止，相当于开关断开。
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一、电压开关型丁类功率放大器工作过程
VA的波形分析
丁类（D类）功率放大器
A点电压为0。
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两管与电源电压VCC是串联的。激励源输入的是矩形波激励电压，通过变压器耦合令两只管轮流饱和导通和截止。两只晶体管相当于两只开关。
i1
C
L
Rb
Rb
A
VCC
i2
i
RL
激励源
-
+
-
+
-
+
因此，A点电压为矩形波。
因为丁类功率放大器的通角θc=90°，2θc =180°。即刚好半个周期，所以VA的波形如右图所示。
晶体管耗散功率为Pc=iCvC，本电路的晶体管导通时vC≈0，截止时iC≈0，所以理想情况下晶体管不损耗功率。
O
ωt
VA
π/2
3π/2
-3π/2
-π/2
VCC
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一、电压开关型丁类功率放大器工作过程
等效电路分析
丁类（D类）功率放大器
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为便于分析电路，把原电路化简为等效电路。
O
ωt
VA
π/2
3π/2
-3π/2
-π/2
VCC
C
L
Rs
Rs
VCC
vo
-
+
-
+
RL
R
电压开关型电路的输出等效电路
R是L的电阻，为方便分析，把R并入RL中。
两个晶体管用两个开关替代。
Rs是两个晶体管导通时的等效电阻。
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一、电压开关型丁类功率放大器工作过程
对VA进行傅立叶分析
丁类（D类）功率放大器
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O
ωt
VA
π/2
3π/2
-3π/2
-π/2
VCC
电压开关型电路的输出等效电路
因为晶体管每次导通只有一个Rs接入电路，所以把Rs绘在这支路中。
C
L
Rs
VCC
vo’
-
+
-
+
RL
R
RL’
设LC串联谐振回路对开关频率谐振。
利用傅立叶分析可得VA电压的基波分量的振幅Vom1为
Vom1= — VCC
2
π
LC串联谐振时，只对基波电压Vom1呈很小阻抗，对谐波分量呈很大阻抗，所以电路中只有基波电压Vom1才产生基波电流Iom 。
Iom
Vom1
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一、电压开关型丁类功率放大器工作过程
求VA产生的基波电流
丁类（D类）功率放大器
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O
ωt
VA
π/2
3π/2
-3π/2
-π/2
VCC
电压开关型电路的输出等效电路
C
L
Rs
VCC
vo’
-
+
-
+
RL
R
RL’
设LC串联谐振回路对开关频率谐振。
利用