RF功率放大器的工作原理和电路设计与改进的详细资料说明

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上传日期: 2020-08-07

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资料介绍

标签:晶体管(2432)收发器(1611)CMOS(3285)

  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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