第二章高频功率放大器第一节概述在调频广播发射机中，高频功率放大器主要是用来放大由调频激励器送出的射频已调波信号。小功率的已调波信号经过一系列的放大和功率合成后。以达到额定的高频功率后，经由馈线送到天线上发射出去。目前所使用的调频广播发射机的高频功率放大器，在大功率的金属氧化物半导体场效应管没有面世以前，多采用电子管作为高频功放的电子器件，就是所谓的电子管广播发射机。而晶体管用于高频功放的功率放大器件只是在近年来才广泛使用，到目前为止，场效应管已替代晶体管作为全固态调频广播发射机的功率放大器件。高频功率放大器主要由场效应管功放模块、分配器和合成器、低通滤波器和监测单元所组成。而场效应管功放模块由输入匹配回路、功放管和输出匹配回路组成，其输入、输出匹配回路大多采用半集总半分布式回路，随着科技的不断发展，大功率的场效应晶体管的不断更新换代，为我们研制生产大功率等级的全固态调频广播发射机提供了便利的条件。作为功率器件的晶体管与电子管相比，它具有体积小、重量轻、耗电省、寿命长等优点，因此它一出现就显示了很强的生命力，在短时间内获得了迅速的发展。因此应用大功率场效应管的全固态调频广播发射机已逐渐地取代了电子管功放的调频广播发射机，为广播通讯的发展揭开了新的篇章。全固态调频广播发射机的大功率MOSFET管，目前使用较多的是飞利浦公司生产的BLF177、BLF278和摩托罗拉公司生产的MRF151G等。BLF177的最大输出功率为150W，而BLF278和MRF151G的最大输出功率为300W，随着功率合成技术的不断发展，更高功率等级的调频广播发射机已成现实。但无论是使用电子管还是晶体管的高频功率放大器，其主要性能指标都是指的功率增益、效率、带宽和谐波抑制度。由于这几项指标不容易兼顾，所以在设计高频功率放大器时，根据工作的类型不同等特点，重点的保证其中一些指标，同时兼顾另外一些指标，如调频激励器的功率放大器是以输出功率和带宽为主要指标，而发射机的末级功率放大器则以效率、功率增益和谐波抑制度为主要指标。我们已经知道，放大器可以按照电流通角的不同，分为甲、乙、丙类工作状态，甲类放大器的电流通角为360°，适用于小信号低功率放大。乙类放大器的电流通角约等于180°，丙类放大器的电流通角则小于180°，乙类和丙类都适用于大功率工作，但丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的，所以高频功率放大器大多工作于丙类，但丙类放大器的电流波形失真太大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大，而调谐回路具有滤波能力，回路的电流与电压仍然极近于正弦波，失真很小。例如1kW调频广播发射机的末级功放中的300W功放模块，就是采用双推挽功率金属氧化物半导体场效应管BLF278作为功放管。当它工作于丙类时，其输出功率为300W，功率增益为18dB，效率达到75％以上，4路300W功放模块经功率合成后输出大于1kW。由于调频广播的工作频段为87～108MHz，高频功率放大器的二、三次谐波均落入电视广播的Ⅲ频段，为了不造成对电视接收的干扰，在涉及功率放大器时除提高谐波的抑制度外，还在其功放的输出端加有抑制谐波用的高性能低通滤波器，以满足整机对谐波的要求。第二节高频功率放大器一、大功率场效应晶体管大功率场效应晶体管是近年发展起来的新型半导体功率器件，这类功率管大多采用金属－氧化物－半导体场效应晶体管（简称MOSFET）作为功率器件，目前这类功率器件还在不断的向前发展，最新面世的横向扩散金属－氧化物－半导体场效应晶体管（简称LDMOSFET），它在输出功率、效率及高驻波比工作上比MOSFET优势更加明显，是以后功率器件发展的趋势所在。作为功率器件的场效应晶体管与双极性晶体管相比，具有以下优点：（1）当栅源电压固定时，MOSFET的漏极电流温度系数是负的（由于沟道中载流子迁移率随温度升高而下降），也就是说当其他条件不变的情况下，该管子的输出功率随温度的升高而下降，使MOSFET从原理上消除了热不稳定性二次击穿的问题，另一方面使MOSFET可以采用多级并联的结构以获得很大的功率输出。（2）在短沟道MOSFET中，载流子以饱和漂移速度通过全部沟道长度时，MOSFET...
