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天津大学电子信息工程学院 School of Electronic Information Engineering. 双级高效功率放大器设计. 周鹏. 主要内容. 一、 F 类功率放大器原理介绍 二、 双级高效 PA 的设计与仿真 三、 双级高效 PA 测试结果. www.tju.edu.cn/seie/. School of Electronic Information Engineering. F 类功率放大器原理介绍.
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天津大学电子信息工程学院 School of Electronic Information Engineering 双级高效功率放大器设计 周鹏
主要内容 一、F类功率放大器原理介绍 二、双级高效PA的设计与仿真 三、双级高效PA测试结果 www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
F类功率放大器原理介绍 F类PA使用输出滤波器对晶体管漏端电压或者电流中的谐波成分进行控制，归整晶体管漏端的电压波形或者电流波形，使得它们没有重叠区，减小开关的损耗，提高功率放大器的效率。 F类PA漏极电压电流波形 www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
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F类功率放大器原理介绍 实际电路设计中不可能同时满足所有高次谐波阻抗的设计要求，当考虑到4次谐波阻抗的匹配时，F类PA的理想效率便能达到80%。 另外，晶体管寄生参数的存在对F类PA的效率会产生很大的影响，特别是在高频时，晶体管漏源电容Cds将会造成高次谐波短路到地，同时晶体管漏极的寄生电容和电感也会对PA的输出谐波分量产生很大的影响，这些影响无疑加大了F类PA的设计难度。 www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
双级高效PA的设计与仿真 根据上述的理论分析，我们选取Cree公司的GaN HEMT管CGH40010F设计了一款双级高效PA，其前级为AB类，后级为F类。前、后级PA的漏极电压偏置在典型的28V，前、后级栅极电压为-3.3V。 双级高效PA电路图 www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
双级高效PA的设计与仿真 电路的EM联合仿真结果如图所示，双级高效PA在2.65GHz频率时的输出功率能够达到41.73dBm，附加效率能够达到73.80%。 双级高效PA电磁仿真输出功率与附加效率曲线 双级高效PA漏极电压电流波形 www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
双级高效PA测试结果 PA的测试方案构架图如图所示，测试所用的仪器为矢量网络分析仪（R&S ZVA40），功率计（R&S NRP2），频谱仪（R&S FSV）。 高效PA测试构架图 www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
高效功率放大器的研究现状 通过优化调试，双级高效功率放大器的实物图如左图所示，测试结果如右图所示，在2.65GHz频率，放大器的增益达到65.69%，附加效率达到40.5dBm，2.6GHz-2.7GHz频段内，PA的最高附加效率为67.53%，增益大于40dBm，功率增益平坦度±0.3dB。 双级高效PA实物图 双级高效PA实测输出功率和效率曲线 www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
天津大学电子信息工程学院 School of Electronic Information Engineering Thank you www.tju.edu.cn/seie/ School of Electronic Information Engineering
