摘要：应用氮化镓高电子迁移率晶体管设计并实现了一种基于f类和逆f类工作模式的双频段功率放大器。首先,分别讨论了f类和逆f类工作模式在理想晶体管和实际晶体管中的差异,结合动态负载线和电压电流波形,对实际晶体管功率和效率下降的原因作了深入分析。在此基础上,提出一种在双频段分别实现f类和逆f类工作模式的输出匹配电路。基于该匹配电路,仿真设计了一款双模式、双频带功率放大器,并进行了实物加工和性能测试。实测结果表明,在L和S频段200 MHz带宽范围内,功放输出功率分别大于41.3 dBm和41.2 dBm,漏极效率分别高于72%和69%,其峰值功率和效率在L频段为41.7 dBm和75.5%,在S频段为41.3 dBm和69.5%。实测和仿真结果吻合度高,证明了提出的设计方法的正确性和有效性。

摘要：针对f类功放并根据可重构理论,文中设计了一种基于PIN开关的新型谐波控制网络。该谐波控制网络主要通过调节PIN开关工作状态来实现不同频率下多项谐波分量的控制,以此来提高功放的整体效率。基于此新型谐波控制网络,采用CREE公司的CGH40010f GaN HEMT晶体管设计了一款工作在1.75 GHz和2.45 GHz的f类可重构功率放大器,并进行了加工测试。实测结果表明,在1.75 GHz和2.45 GHz工作频率下,饱和输出功率大于40.5 dBm,最大漏极效率大于69%,增益高于10.3 dB,带宽大于200 MHz。

摘要：为了解决f类和逆f类(f-1类)功率放大器设计过程中受晶体管寄生参数影响,导致功放效率低以及输出匹配电路结构复杂的问题,提出了一种新型的输出匹配电路结构.首先,在直流偏置线中加入谐波调谐功能,避免单独设计谐波控制电路;其次,为满足f类和f-1类功放在器件本征漏极端所需的阻抗状态,匹配寄生参数呈现的封装端谐波阻抗,采用一段L型传输线结构代替传统的L-C集总元件寄生补偿方法;最后,由两段串联的传输线实现最优基波阻抗与50Ω负载间的匹配.为验证方法的有效性,采用CGH40010氮化镓高电子迁移率晶体管(Gallium nitride high electron mobility transistor,GaN HEMT)器件,设计并加工了两款工作在2.4 GHz的f类和f-1类功放.测试结果显示:f类功放的峰值功率附加效率(power added efficiency,PAE)为75.5%,饱和输出功率为40.8 dBm;f-1类功放的峰值PAE为77.6%,饱和输出功率为40.3 dBm.该方法降低了电路复杂度和设计难度,可以较容易地补偿晶体管寄生参数,功放在高频工作时的效率得到提升,为利用GaN HEMT器件设计高效功放提供了一种可行的方案.

摘要：传统的f类功率放大器设计方法是对其输出端进行谐波抑制,在输出端得到近似方波的电压信号和近似半正弦波的电流信号,以此提高放大器效率.新型高效率f类功率放大器在输入端加入谐波抑制电路,同时利用输入和输出谐波抑制匹配网络能够有效提高输出功率和功率附加效率;在S波段完成一款电路的设计并进行测试,在电路设计中采用新的负载牵引、源牵引仿真方法,实验结果和仿真结果非常吻合.在输入激励为28dBm条件下,测试结果表明,最大PAE能够达到75.4%,输出功率40.3dBm.

摘要：f类射频功率放大器作为开关模式放大器的一种,其理想效率为100%。传统f类功率放大器的设计方法是利用输出端谐波抑制,在晶体管的漏极得到近似方波的电压信号和近似半正弦波的电流信号,以此提高放大器效率。文章通过研究电路的结构,在f类功率放大器的输入端加入谐波抑制电路,同时利用输入和输出谐波抑制匹配网络,能够更有效提高输出功率和功率附加效率;结合宽禁带功率器件,在S波段完成一款电路的设计,在3.45~3.55GHz频带内,输入激励为28dBm条件下,测试得到最大PAE能够达到78.3%,输出功率40.5dBm,实验结果和仿真结果基本吻合。

摘要：基于0.5μm Ga As PHEMT工艺,设计一款能应用于2.4 GHz ISM频段的WLAN 802.11b/g协议功率放大器。输出级采用负载线匹配的设计方法,并嵌入了对奇次谐波回收,偶次谐波抑制的网络,使之工作在f类,整机获得了较高附加效率。提出一种匹配计算方法与电路结构,兼顾输出功率和效率最大化,可对功率输出级进行优化匹配设计。该功放工作电压为5 V,仿真结果表明:在2.4 GHz频段内,1 d B压缩点时的输出功率为31.7 d Bm,输出效率为51.8%,功率增益大于35 d B,对高阶偶次谐波抑制大于47 d B,对低阶奇次谐波进行了回收,获得了高效率。

摘要：介绍了一种简单的具有谐波调谐功能的输出匹配网络,可实现2次谐波短路和3次谐波开路。利用该输出匹配网络,基于InGaP/GaAs HBT工艺,设计了一个工作于2GHz的高效率f类功率放大器,并通过搭载基板实现小型化芯片的研制。芯片测试结果表明,该功率放大器的小信号增益为35dB,1dB压缩点为34dBm,饱和输出功率为35.3dBm,效率为57%,并具有较好的谐波抑制性能。

摘要：传统f类射频功放由于功放管寄生参数影响造成LC输出匹配电路二阶阻抗不为零而导致效率下降,对此采用补偿功放管寄生参数和优化调节二次谐波阻抗的方法,设计了一款结构可调而稳定的输出回路单元,获得了较高的效率和带宽.经过ADS仿真验证后得知,功率放大器工作在1.25GHz时,该功率附加效率达到74.3%以上,输出功率为47.6dBm,带宽为240 MHz.

摘要：f类功率放大器实现高效率的基本原理,是利用输出滤波器控制漏极输出的电压或电流波形。基于这一点,文中首先理论分析了在不同谐波比例下的漏极电压波形,然后利用电磁仿真软件进行验证。结果表明,仅有三次谐波和基波组合在一起时,当三次谐波和基波电压比K=0.111时,漏极电压波形最平坦;当K接近0.4时,漏极电压波形趋于方波。最后选择合适的谐波比例,设计了一款功率附加效率最大值达到88.074%的f类功率放大器。

摘要：为了对f类与逆f类功率放大器的效率进行研究,首先从理论方面对两种放大器工作模式各自的效率进行了计算。通过计算可以看出,在相同的输出功率下,因为晶体管导通内阻的存在,逆f类功率放大器的效率优于f类功率放大器。再通过软件仿真设计f类和逆f类功率放大器,在相同的输出功率下,逆f类功率放大器的最高漏极效率为91.8%,f类功率放大器的最高漏极效率为89.3%。