E类功率放大器E类功放的CMOS集成 E类功率放大器E类功放的自适应效率提高技术

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E类功率放大器(功放)是一种高效率的开关类功放，并且，基于E类功放的极坐标发射机能够改善传统发射机的低效率性能。考虑到极坐标发射机对E类功放的技术需求，本文主要针对E类功放及其应用进行了三部分的研究：改进的高效率E类功放设计方法；漏极电压调制对E类功放性能的影响分析；极坐标发射机的原理验证及其幅度放大通道的非理想特性分析。

E类功放的CMOS集成

为了做到使用相同的工艺和流程将射频和数字基带处理集成在一起，对E类功放进行CMOS集成电路设计的研究也较多。但CMOS电路的开关性能较差，击穿电压也较低，并且随着CMOS供电电压的逐步降低，高性能E类功放的CMOS集成电路设计变得比较困难，其中的一些研究成果如表所示。CMOS集成的E类功放存在的问题还包括：CMOS电路制造的元器件值偏差较大，较大的输出电容限制了E类功放的工作频率等。虽然BiCMOS工艺能够极大的提高晶体管的开关性能，使得E类功放的性能提升，但与数字基带不兼容的工艺流程使其普及仍然较困难。

E类功放的自适应效率提高技术

理想E类功放的效率是100％，但因为各种设计条件的偏差，例如元器件值、非理想开关等因素，会造成实际效率降低。显然，如果能够实时的纠正这些偏差将能够提高E类功放的效率。现在的文献主要对E类功放的零电压开关(ZeroVoltageSwitching，ZVS)条件是否满足的检测方法进行了研究。当E类功放的开关状态检测到以后，即可以通过电调器件对电路参数进行实时调整，使E类功放的开关状态返回到最佳状态，以提高效率。当然，自适应效率提高技术所添加的额外电路也会带来的系统效率下降。

E类功率放大器的典型电路

E类功率放大器的典型电路是由单个晶体管和负载两蹯所组成，在输入信号的激励下，晶休管呈开关状态。它的最大优点是管子需待管压降降至最低(即等于VcBs)时，电流才能导通一截止时需满足集电极电流降至零时，集电极电压才开始上升，以防高电压，大电流同时存在。其电路原理如图4所示。

图中V_为重复频率f。的方渡激励信号L为高频扼流囤，它的作用是一方面提供直流通路，另一方面防止高频短路，要求电抗值足够大(一般Ll≥10L2)，直流电阻应小于1欧姆，以减小直流功耗。C包含L和T管的分布电容，它为电压滞后电容，当开关断开时，它使Vcc维持很低的数值，直到集电板电流下降到零后，V才开始上升。