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RF功率放大器的工作原理和威廉希尔官方网站 设计与改进的详细资料说明

消耗积分:1 | 格式:pdf | 大小:0.12 MB | 2020-07-08

杨福林

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　　近年来，随着无线通讯的飞速发展，无线通信里的核心部分——无线收发器越来越要求更低的功耗、更高的效率以及更小的体积，而作为收发器中的最后一级，功率放大器所消耗的功率在收发器中已占到了60%～90%，严重影响了系统的性能。所以，设计一种高效低谐波失真的功率放大器对于提高收发器效率，降低电源损耗，提高系统性能都有十分重大的意义。笔者采用了SiGe BiCMOS工艺实现了集成E类功率放大器，其工作频率为1.8GHz，工作电压为1.5V，输出功率为 26dBm，并具有高效率和低谐波失真的特点，适用于FM/FSK等恒包络调制信号的功率放大。为了达到设计目标，该功率放大器采用了一些特殊的方法，包括采用两级放大结构，差分和互补型交叉耦合反馈结构。 E类功率放大器 E类功放工作原理 E类功率放大器的特点是将晶体管作开关管，相对于传统的将晶体管用作电流源的A、B、AB类功率放大器，具有更高的附加功率效率（PAE，power added efficiency）。图1所示为理想E类功率放大器的原理图。其中，C为场效应管结电容和外接电容之和，ron为场效应管处于线性区时的漏源电阻。

　　当输入电压大于阈值电压时，场效应管工作在线性区，相当于开关闭合，由于漏源间电阻ron很小，因此VD近似为0；而当输入电压小于阈值电压时，场效应管截止，相当于开关断开，ID为0。此时，C开始充电，引起VD增加，调谐网络从VD中滤出基波，传输到负载电阻上。当开关再次闭合时，有VD=0和dVD/dt =0，从而使得场效应管上的电压和电流不同时出现，消除了由于充放电带来的（1/2）CV2的损耗，晶体管理想效率达到100%。

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