《功率放大器》PPT課件.ppt

功率放大器,Power Amplifier,1.功率放大器的定義,在給定失真率條件下，能產生最大功率輸出以驅動某一負載的放大器。功率放大器的作用是放大來自前放大器的信號，產生足夠的不失真輸出功率 。,功率放大器在發(fā)射機中的位置,2.功率放大器的現(xiàn)狀與用途,射頻與微波功率放大器近年來發(fā)展迅速。固態(tài)功率放大器具有工作電壓低、尺寸小、效率高、壽命長以及高可靠性等優(yōu)點，已經十分廣泛應用在移動通信、雷達、干擾、識別等射頻微波毫米波系統(tǒng)之中，并且占有十分重要的地位。特別是適用于無線移動通信基站的寬帶線性功率放大器、手持機中的低電壓高效率功率放大器。,3.功率放大器的類型,A類 當效率不是最重要的時候，絕大多數(shù)小信號線性放大器就設計成A類，即輸出級元件總是處于導通區(qū)。A類放大器一般比其它類型線性度更好，也較為簡單，但效率非常低。理論值不超過50%。,A類放大器,B類與AB類 在B類中，有兩個組輸出器件分別放大正負半周，每一個都精確地在輸入信號的180度或半周期時交互導通。AB類放大器在A類與B類的一種折衷，它改善了小信號輸出的線性度，具有較高的效率，通常用于低頻放大器中?；蛘咭灿糜谄渌€性度和效率都很重要的設計。,B類放大器,B類推挽式放大器,C類 常稱為高功率射頻（RF）放大器（C類）設計成在輸入信號不足180時導通。線性度不好，但是對于單個頻率功率放大器來說這并不重要。信號由調諧電路還原為近似正弦形狀，同時效率比A類、AB類或者B類放大器都高很多。,C類放大器,D類 該類放大器使用開關來達到很高的功耗效率（在現(xiàn)代設計中大于90%）。通過允許每個輸出器件完全導通或關斷，能量損失達到最小化。半導體器件的進展已經使開發(fā)高保真、全聲音頻帶D類放大器的開展成為可能，使得它們的信噪比和失真度與其它線性器件相近。,E類放大器,G類放大器,4.發(fā)展歷程,1948年Shockly、Bardeen和Brittain等人發(fā)明雙極晶體管(BJT)，從那時起，對它進行了持續(xù)不斷的研究和改進，BJT是目前應用最廣泛的半導體器件之一。,1952年提出了結型場效應管(JFET)，隨后砷化鎵肖特基勢壘場效應管(GaAs FET)應運而生。 70年代以后，GaAs單晶及其外延技術獲得突破，砷化鎵金屬半導體場效應晶體管(GaAs MESFET)研制成功。GaAs MESFET微波固態(tài)功率放大器具有高頻率、低噪聲、大功率等一系列優(yōu)點?，F(xiàn)有的功率GaAs MESFET在s波段單管可產生80W的射頻輸出功率，其功率附加效率(PAE)口達40，在Ka波段功率輸出有1W，而功率附加效率約為20,進入80年代，由于分子束外延技術(MBE)和金屬有機化學氣相淀積(MOCVD)技術的進展，超薄外延層的厚度及雜質濃度得到精確控制，使異質結器件迅速發(fā)展，由Al(3aAsGaAs或InPInGaAs組成的異質結雙極晶體管0roT)相繼研制成功，采用這些器件設計的微波功率放大器能提供更高的增益、效率，具有更好的高頻特性，可應用到毫米波段，且只需單極性電源偏置。,到90年代，基于新電氣結構的多種新型固態(tài)功率器件相繼出現(xiàn)，如高電子遷移管(HEMT)，以及贗晶高電子遷移率晶體管(PHEMT)，異質結場效應管(HFET)，同時用了多種新材料如InP、SiC、SiGe及(GaN等，這些器件具有更高的工作頻率和功率輸出能力。用S