VHF宽带E类高效率功率放大器设计
2013-08-13佘广益付松源萧赞亮
电子技术应用 2013年2期
佘广益,付松源,萧赞亮
(中国电子科技集团公司第七研究所,广东 广州510310)
开关模式射频功率放大器(D、E、F类)将功放管用作开关获得较高的效率 。MOSFET具有1 ns甚至更短的开关时间且能承受反向漏极电流,可以很好地应用到这类模式。
D类功放通过一对轮流处于导通和截止状态的晶体管来放大信号,然而在微波频段晶体管的杂散电容和电感破坏了D类功放的理想开关特性,使得电压或电流产生严重拖尾而重叠,导致效率下降。因此D类功放比较适合不超过30 MHz的低频段应用。
F类功放需要复杂的负载网络以便对齐偶次谐波提供开路或者短路阻抗,导致它一般使用在UHF或微波频段。
E类的拓扑结构是漏极一个并联电容,漏极与负载之间串联一个电感。而功放管本身具有的漏极电容和引脚电感可以吸收到负载匹配网络中去,因此可以应用到比D类高的频率中。选择合适的漏极并联电容和负载阻抗可以保证当功放管刚导通时漏极电压达到零(理想情况还具有零斜率)。由于在功放管导通时漏极电容没有储存能量,在开关转换过程中没有能量耗散,导致高的转换效率(理想情况为100%)[1-2]。
E类功放工作在饱和和截止的开关状态,因此会带来固有的非线性,然而它是康氏包络消除和恢复EER(Kahn Envelope Elimination and Restoration)技术高效线性放大系统的一个重要组成部分。Kahn技术将输入信号进行幅度和相位分离,相位调制信号作为E类功放的驱动信号,而包络信号作为电源调制器的幅度调制信号。……
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