[发明专利]一种提高DE类功率放大器工作效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高DE类功率放大器工作效率的方法，属于电路设计技术领域。

背景技术

功率放大器作为无线通信系统中的重要器件，其主要作用是放大输出信号，使输出信号达到足够的功率，以满足天线辐射的要求，研究和发展高效率低损耗的功率放大器一直是人们追求的目标。

相对于传统的线性功率放大器，D类、E类、DE类等开关型功率放大器具有更高的效率。开关型功率放大器克服了传统线性功率放大器的缺点，使功率晶体管工作在开关状态，在任意时刻，功率晶体管内部的电压与电流的乘积很小，甚至趋于零，以此原理来降低功率晶体管损耗，提高功率放大器效率。

DE类功率放大器通过为D类功率放大器中的功率晶体管增加并联电容，使得每个功率晶体管工作时满足E类功率放大器零电压转换(ZVS)和零电压导数转换(ZDS)条件，既综合了D类和E类功率放大器的优点，继承了开关型功率放大器高效率的特点，又同时避免了D类和E类功率放大器的缺点，不会在功率晶体管内部同时出现电压和电流，对功率晶体管的工作电流和耐压性也无过高要求，因此DE类功率放大器成为了人们关注和研究的热点。

在DE类功率放大器中，并联电容是由外部电容和MOS场效应管寄生电容构成的，其中外部电容是线性的。在低频时，外部线性电容比MOS场效应管寄生电容大得多，在这种情况下，设计者可以忽略MOS场效应管寄生电容，而只考虑外部线性电容，将并联电容的取值等同于外部线性电容的取值来对DE类功率放大器进行设计。但是，随着工作频率的升高，并联电容的取值逐渐减小，MOS场效应管寄生电容在并联电容中所占比重越来越大，若此时仍按传统的方法计算并联电容，忽略MOS场效应管寄生电容的存在，将会对功率放大器性能造成严重影响，造成功率放大器损耗增加，工作效率降低。

发明内容

本发明提供了一种提高DE类功率放大器工作效率的方法。

一种提高DE类功率放大器工作效率的方法包括：

1)选定作为开关器件的MOS场效应管，获取该MOS场效应管的内建电势V_bi，其典型值为0.5-0.9V；v_s＝0时的电容C_j0，v_s是MOS场效应管漏极和源级之间的电压；梯度系数m，其取值范围为0≤m≤1；

2)确定DE类功率放大器设计参数，包括电源电压V_DD，设计输出功率P_o，负载品质因数Q，工作频率f；

3)在DE类功率放大器的输入端与负载之间设置输入功率测量模块、输出功率测量模块、工作效率计算模块和显示模块；

4)利用下述公式分别计算DE类功率放大器的负载电阻R_L，电感L₀，电容C₀，外部线性电容C_ex；

RL=VDD22Poπ2]]>

L0=QRL2πf]]>