《功率放大器》PPT课件.ppt

功率放大器,Power Amplifier,1.功率放大器的定义,在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。功率放大器的作用是放大来自前放大器的信号，产生足够的不失真输出功率 。,功率放大器在发射机中的位置,2.功率放大器的现状与用途,射频与微波功率放大器近年来发展迅速。固态功率放大器具有工作电压低、尺寸小、效率高、寿命长以及高可靠性等优点，已经十分广泛应用在移动通信、雷达、干扰、识别等射频微波毫米波系统之中，并且占有十分重要的地位。特别是适用于无线移动通信基站的宽带线性功率放大器、手持机中的低电压高效率功率放大器。,3.功率放大器的类型,A类 当效率不是最重要的时候，绝大多数小信号线性放大器就设计成A类，即输出级元件总是处于导通区。A类放大器一般比其它类型线性度更好，也较为简单，但效率非常低。理论值不超过50%。,A类放大器,B类与AB类 在B类中，有两个组输出器件分别放大正负半周，每一个都精确地在输入信号的180度或半周期时交互导通。AB类放大器在A类与B类的一种折衷，它改善了小信号输出的线性度，具有较高的效率，通常用于低频放大器中。或者也用于其它线性度和效率都很重要的设计。,B类放大器,B类推挽式放大器,C类 常称为高功率射频（RF）放大器（C类）设计成在输入信号不足180时导通。线性度不好，但是对于单个频率功率放大器来说这并不重要。信号由调谐电路还原为近似正弦形状，同时效率比A类、AB类或者B类放大器都高很多。,C类放大器,D类 该类放大器使用开关来达到很高的功耗效率（在现代设计中大于90%）。通过允许每个输出器件完全导通或关断，能量损失达到最小化。半导体器件的进展已经使开发高保真、全声音频带D类放大器的开展成为可能，使得它们的信噪比和失真度与其它线性器件相近。,E类放大器,G类放大器,4.发展历程,1948年Shockly、Bardeen和Brittain等人发明双极晶体管(BJT)，从那时起，对它进行了持续不断的研究和改进，BJT是目前应用最广泛的半导体器件之一。,1952年提出了结型场效应管(JFET)，随后砷化镓肖特基势垒场效应管(GaAs FET)应运而生。 70年代以后，GaAs单晶及其外延技术获得突破，砷化镓金属半导体场效应晶体管(GaAs MESFET)研制成功。GaAs MESFET微波固态功率放大器具有高频率、低噪声、大功率等一系列优点。现有的功率GaAs MESFET在s波段单管可产生80W的射频输出功率，其功率附加效率(PAE)口达40，在Ka波段功率输出有1W，而功率附加效率约为20,进入80年代，由于分子束外延技术(MBE)和金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术的进展，超薄外延层的厚度及杂质浓度得到精确控制，使异质结器件迅速发展，由Al(3aAsGaAs或InPInGaAs组成的异质结双极晶体管0roT)相继研制成功，采用这些器件设计的微波功率放大器能提供更高的增益、效率，具有更好的高频特性，可应用到毫米波段，且只需单极性电源偏置。,到90年代，基于新电气结构的多种新型固态功率器件相继出现，如高电子迁移管(HEMT)，以及赝晶高电子迁移率晶体管(PHEMT)，异质结场效应管(HFET)，同时用了多种新材料如InP、SiC、SiGe及(GaN等，这些器件具有更高的工作频率和功率输出能力。用S