[发明专利]一种高功率高效率高增益逆F类堆叠功率放大器

说明书

本发明公开了一种高功率高效率高增益逆F类堆叠功率放大器，包括依次连接的输入阻抗匹配功率分配网络、漏源补偿型双路堆叠放大网络和输出逆F类阻抗匹配功率合成网络。本发明采用漏源补偿型双路堆叠晶体管结构，并结合了高效逆F类输出匹配及功率合成技术，使得电路具有高效率、高增益、高功率输出能力。

技术领域

本发明属于场效应晶体管射频功率放大器和集成电路技术领域，具体涉及一种高功率高效率高增益逆F类堆叠功率放大器的设计。

背景技术

随着现代军用、民用通信技术的发展，射频前端发射机也向高效率、高增益、高功率输出的方向发展。因此市场迫切的需求高效率、高增益、高功率的功率放大器。然而，在传统高效率功率放大器的设计中，一直存在一些设计难题，主要体现在高效率指标相互制约：为了保证放大器的高效率工作，晶体管要工作在过驱动模式下，类似于开关状态，但是过驱动开关功率放大器的带宽一直是电路实现的技术瓶颈。

常见的高效率功率放大器的电路结构有很多，最典型的是传统AB类、C类，开关型D类、E类、F类功率放大器等，但是，这些高效率放大器的宽带特性仍然存在一些不足，主要体现在：传统AB类放大器理论极限效率为78.5％，相对较低，往往需要牺牲输出插损和效率来增加放大器的带宽；C类放大器极限效率为100％，但是功率输出能力较低，宽带输出能力和效率较低；开关型D类、E类、F类功率放大器等需要依赖精确的谐波阻抗控制，或者严格的阻抗匹配条件，这些控制和条件都大大限制了放大器工作带宽。除此之外，现有高效率场效应管功率放大器往往是基于单个共源晶体管实现的，受到单个晶体管的限制，功率输出能力和功率增益能力都相对较低。

发明内容

本发明的目的是提出一种高功率高效率高增益逆F类堆叠功率放大器，利用漏源补偿型双路晶体管堆叠技术以及高效逆F类输出匹配及功率合成技术，实现高效率、高增益、高功率输出特性。

本发明的技术方案为：一种高功率高效率高增益逆F类堆叠功率放大器，包括依次连接的输入阻抗匹配功率分配网络、漏源补偿型双路堆叠放大网络和输出逆F类阻抗匹配功率合成网络；输入阻抗匹配功率分配网络的输入端为整个逆F类堆叠功率放大器的输入端，其第一输出端与漏源补偿型双路堆叠放大网络的第一输入端连接，其第二输出端与漏源补偿型双路堆叠放大网络的第二输入端连接；输出逆F类阻抗匹配功率合成网络的输出端为整个逆F类堆叠功率放大器的输出端，其第一输入端与漏源补偿型双路堆叠放大网络的第一输出端连接，其第二输入端与漏源补偿型双路堆叠放大网络的第二输出端连接。

本发明的有益效果是：本发明采用漏源补偿型双路堆叠晶体管结构，抑制了堆叠结构在逆F类工作模式下的栅源泄露现象，同时结合了高效逆F类输出匹配及功率合成技术，使得电路具有高效率、高增益、高功率输出能力。