基于GaAs工艺高效率功率放大器研究与设计.pdfVIP

摘要

摘要

随着通信系统的进步，人们对通信容量、通信距离和通信速率的需求不断提

高。而且随着技术的不断发展，功率放大器应用于更多的领域，比如音响广播、

无线通信、工业控制、医疗设备、国防军事、能源电力领域。功率放大器作为发

射机前端重要的部分，占了整个设计中的一大部分，是并且是发射机中主要耗电

部分，且多用于基站，普通的A类放大电路，实际工程中只有30%不到的效率，

显然无法胜任这份工作，因此高效率功率放大器是功率放大器研究中的一个热点

方向，具有非常强的实用性。

本文的前三章节，主要介绍了研究背景、高效率功率放大器的国内外发展现

状；简述了学习以及设计功率放大器过程中所积累的一点知识；介绍了一种高效

率功率放大器结构Doherty结构的基本原理。

本文第四章节设计了一款两级高增益高效率低三阶交调失真（IMD3，

intermodulationdistortion3th）的功率放大器。根据指标要求，采用两级放大，基

GaAsgalliumarsenide748MHz849MHz

于砷化镓（，）工艺，在频段至频段内，

输出功率P1dB大于29.6dBm，IMD3小于-40dBc，增益大于32dB，效率达到51%，

回波损耗小于-10dB。其偏置采用的是自适应偏置电路；驱动级采用共射放大电路；

LCT

驱动级源端、功率级输出阻抗采用级联匹配；级间采用型匹配；功率级采用

共射放大电路进行信号放大。

本文第五章节还设计了一款片上Doherty功率放大器，根据指标要求，采用两

级放大，基于GaAs工艺，偏置采用的是一直自适应偏置，该偏置可以根据输出功

率大小，而改变输出的偏置大小，有效防止输出功率过大而产生的，偏置点上移，

从而影响线性度以及电路功耗，用电感电容的Π型电路结构代替功分器、移相器

以及阻抗变换网络功能，在频率700-820MHz，其增益大于14.5dBm，输出功率达

到36dBm，功率回退范围内效率大于40%，回波损耗小于-10dB。

最后，总结了整篇内容，以及论文完成过程中的一些感悟和对未来行业发展

的展望。

关键词：功率放大器，AB类功放，GaAs工艺，自适应偏置，Doherty结构

I

ABSTRACT

ABSTRACT

Ascommunicationsystemsevolve,thedemandforincreasedcommunication

capacity,extendedcommunicationrange,andhigherdatatransmissionspeedscontinues

torise.Andwiththecontinuousdevelopmentoftechnology,poweramplifiersare

appliedinmorefields,suchasaudiobroadcasting,wirelesscommunication,industrial

control,medicalequipment,nationaldefenseandmilitary,energyandpowerfields.As

animportantpartofthetransmitterfront-end,poweramplifiersaccountforalargepart

oftheentiredesignandarethemainpowerconsumingpartofthetransmitter.Theyare