e类及逆e类射频功率放大器的研究

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1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名：蒯沙，吖年乡月2舌日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保

2、密的有关规定和程序处理。研究生签名：铂z。r气年多月工6日硕士学位论文E类及逆E类射频功率放大器的研究摘要射频发射机是无线通信系统的关键部分，而射频功率放大器(RFpoweramplifier)又是射频发射机中的核心部件。射频功率放大器的效率、增益、线性度等性能指标很大程度上决定了射频发射机的整体性能，因此，射频功率放大器的一直都是射频领域研究的热点。现代无线通信系统要求射频功率放大器有更高的效率、更大的输出功率及更好的线性度，而传统的线性射频功率放大器的效率一直很低，很难满足高效率的要求，E类及逆E类射

3、频功率放大器则能很好的解决效率的问题。E类及逆E类射频功率放大器使有源器件工作在开关状态，使得流过有源器件的电流与有源器件两端的电压不交叠，这样电流电压乘积为零，有源器件本身不消耗功率，E类及逆E类射频功率放大器在理论上就能获得100％的效率。本文首先介绍了射频功率放大器的用途、指标、分类，以及各类射频功率放大器的基本原理和优缺点。然后，本文详细阐述了E类及逆E类射频功率放大器的电路原理，并通过数学推导导出E类及逆E类射频功率放大器负载回路的各元件值。再用集总元件及微带线分别设计了E类及逆E类射频功率放大

4、器，以此介绍E类及逆E类射频功率放大器的基本设计步骤。接着，使用氮化镓(GaN)晶体管设计了一个宽带E类射频功率放大器，通带范围从1．2GHz～2．2GHz，通带内功率附加效率(PAE)不低于53％，增益不低于lldB，但增益的平坦度较差。针对这个问题，本文提出了一种基于RLC串联谐振回路的负反馈网络，增加了通带内增益的平坦度。最后，本文使用基于TSMC0．18lam的CMOS工艺设计了E类及逆E类射频功率放大器，并详细分析了在CMOS工艺的环境下逆E类射频功率放大器相比较于E类的优势。关键词：E类及逆E

5、类射频功率放大器，效率，CMOSAbstractTheRFtransmitterisoneofthemostimportantpartsofthewirelesscommunicationsvstem．Moreover,theRFpoweramplifierisanessentialcomponentoftheRFtransmitter．nlepe响m锄ceindexoftheRFpoweramplifiersuchasefficiency,gainandlinearitywilllargelydecid

6、ethewholeperformanceoftheRFtransmitter．Therefore，thestudyoftheRFpoweramplifierhasalwaysbeenahotspotintheI心field．Ho、ⅣeveLthetraditionallinearRFpoweramplifierswhicharealwaysinefficientthatcannotmeetthedemandofhighefficiencyrequiredbymodemwirelesscommtmicati

7、onsvstem．That，一whyclassEandinverseclassEpoweramplifierwereproposed．IntheclassEandinverseclassEpoweramplifier,theactivedeviceoperatesasallon／offswitch，andtheshapesandrelativetimingofthecurrentandvoltagewaveformsaresuchthathighcurrentandhighvoltagedonotoccu

8、rsimultaneously．Thus，theclassEandinverseclassEpoweramplifierCallobtain100％efficiencytheoretically．Firstly,thispaperintroducestheapplication，performanceindexandclassificationoftheRFpoweramplifier，aswellasthefundament