A类放大管 为什么在输入信号过载时，直流电流反而减小？更省电吗?

gzluo

在测试一个A类放大管 时，在P1dB以下信号，发现直流电流保持不变，这应该是对的，也吻合A类效率最大为50%发生在输入信号刚好在最大full scale没压缩点。
奇怪的是，增加输入信号 使的管子进入压缩状态，发现直流电流开始减小。。难道这意味着DC供电更省？ 那也就意味着效率提高 可能超过50%才对呀。
实测的确发现直流电流开始减小，但效率不应该超过A类的50%限制才对呀？
有谁能解释 为什么直流电流会减小呢？
用ADS仿真时 也证实直流电流减小，而且ADS表明过了压缩点后，直流偏置点 实际上开始下移，这样就使得直流电流减小。

huqiming588

哪里是省电呀！是产生的失真信号影响了偏置！你这时候已经不是小信号放大了！所以……

sunwanderer

LZ的发现很有意思，以前还真没有注意过。可能一般都是工作AB类，靠近B类，即使功率再大，也就趋于B类，效率差不多。而如果原来A类，功率过大，达到过激励，产生很多的非线性谐波，按照cripps里面说的，出现类似CLASS F的结果。这样效率会更高，出现电流降低也是可能的（？待证实）。但无疑线性很差。
至于偏置点，应该不会变的，只是输入功率变大，最多变成AB类。

我测试过GaN可以达到80％以上的效率，实际的功率管并不是class AB等简单的状态，谐波会参与工作。

sunnu789

摘录 Steven Cripps的第二版"RF Power Amplifiers for Wireless Communications" 里的关于CLASS A Overdrive 的一段:
见6.2节, P. 138:
This so-called “1 dB compression
point” has become almost synonymous with the maximum linear power in
some technical circles, and this can be misleading. In particular, it can be seen that at
the 1 dB compression point more RF output power is being obtained for no increase
in DC consumption, representing an efficiency of about 63%. So Class A amplifiers,
driven to the 1 dB compression point, can show similar efficiency to a Class AB
amplifier. As the device is driven still harder, 71% efficiency can be obtained at the 3
dB compression point, however the efficiency curve is asymptotic to a value of
(8/π2), or about 81%.

所以, 在CLASS A过驱动, 因为效率变好(63% P-1, 71% P-3), 更多的DC功率转化成RF功率,管子发热反而比小功率或静态时小,所以电流就降低了.
其实,不止在CLASS A过驱动有电流减少现象,有时只要RF输出功率大到一定程度, 电流都会减小的,尤其在一些散热不太好的CLASS A功放上.原理都一样, DC消耗功率和散热相关.

zhang00000

太强了，

sunnu789

再接再厉, 给大家提示管芯结温Tj计算公式:
Tj=Rth x (Pdc-Prf)
Rth---热阻(包括管芯,管壳,电路板等), 单位°C/W.
Pdc---DC总功率=Vdc x Idc
Prf---RF输出功率.

CLASS A, Rth, Pdc都是一恒定值, Prf越大, Tj越低, 相应的电流就会下掉(特指正温度系数器件).

sunwanderer

上面的兄弟，厉害！理解更进一步，将温度变化也考虑进来。应该说是静态电流有可能降低。
不过，实际上，这个公式是一个热平衡后的公式，如果只是短暂的发热几秒钟，感觉功率管的结温应该持续增加的。

请问楼主，您测试功率管是什么型号？确认是否为正温度系数器件，
测试电流变化的时间，是在功率管工作后的什么时候？

sunnu789

我见过的电流下掉:
HBT CLASS A PA.
在做功率扫描时, 当功率大到一定程度(没到P-1), 电流开始下掉,最多时掉10%.
当时想半天才想出可能是发热减少的原因,还不知究竟是不是.还请大家判断和指正.

楼主的情况,应是过推效率变高的原因.

RFIC

Conduction angle is not 2*PI anymore. So the DC current becomes less.

avr-arale

好玄乎~弄不懂

one-gostop

这个情况有遇到过，今天学习了[em01]