影响射频功率放大器的指标

1996 年，摩托罗拉设计出第一个基于硅工艺的集成功率放大电路，而目前一般采用的是 GaAs 和双极工艺，其中应用最广泛、技术最成熟的是 GaAs。功率放大器目前多应用于无线通信领域、音频驱动领域等。

射频功率放大器(RF Power Amplifier, RF PA) 可将射频小功率信号转变成大功率信号，即通过将小的射频信号放大而产生较大的输出功率。射频功率放大器的一些基本应用包括驱动另一个高功率的信号源，驱动发射天线或者作为微波腔谐振器的激励。其中，驱动天线负载是最常见的应用。

根据器件导通角不同，射频功率放大器分为A类、B类、AB 类和C 类。典型的射频A类功率放大器电路如图 2-49 所示。射频功率放大器电路通常由输入匹配、功率放大、直流偏置和输出阻抗匹配等几部分组成，从而可以在电源电压不变的情况下扩大输出范围。为了扩大电路的输出范围，通常用一个大电感代替（称为频率阻塞）负载。为了降低输出晶体管的峰值电压、提高效率，会在放大器和输出负载之间插入一个匹配网络，降低负载电阻，从而在更低的输出摆幅下传输规定的功率。

影响射频功率放大器的指标如下。

(1）输出功率。

（2）效率：漏极效率和功率附加效率 (Power-Added Efficiency, PAE)。

（3） 功率增益。

(4）线性度：1dB 压缩点、三阶交调点和相邻信道功率比等。

其中线性度和PAE 成为目前的关键技术指标。在高效率的射频放大器中，为提高线性度采用的技术主要包括前馈，预失真，功率回退、包络消除与再生技术(Envelope Elimination Recovery，EER)，使用非线性组件的线性化技术（Linear Amplification using Non- linear Components, LINC)，以及采用 Doherty结构。

依据主要考虑的性能指标，如线性工作还是恒包络工作，可以将功率放大器分为线性功率放大器和开关模式功率放大器。线性功率放大器（A类、B类、AB 类和C类） 具有较高的线性度，但效率较低，在实际中应用较广泛。根据实现方式不同，工作在开关模式下的功率放大器通常分为D类、E类和F类。各类功率放大器性能的比较见表 2-22。

随着亚微米、深亚微米技术的发展，CMOS 器件的特征频率得到大幅度提高，CMOS 工艺的射频功率放大器将得到更广泛的运用。

审核编辑：刘清