一種e類功率放大器的補(bǔ)償電路及其器件參數(shù)獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于功率放大器領(lǐng)域，特別涉及一種E類功率放大器的補(bǔ)償電路及其器件 參數(shù)獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，移動(dòng)通信服務(wù)的快速發(fā)展對低能耗、高效率的器件設(shè)計(jì)提出了更高的要求。 而射頻功率放大器恰恰是無線發(fā)射終端中耗能最大的模塊。因此功率放大器的效率直接決 定了整個(gè)發(fā)射終端的能耗量級。所以，提高功率放大器的工作效率成為功率放大器研宄領(lǐng) 域的熱點(diǎn)。
[0003] E類功率放大器因其理想工作效率能夠達(dá)到100%而結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)， 近年來，在射頻微波領(lǐng)域受到了廣泛的研宄和應(yīng)用。然而，在實(shí)際情況中，E類功率放大器 的高效率特性很大程度上依賴于晶體管的特性。其中，晶體管內(nèi)部的輸出電容是限制E類 功率放大器工作頻率最重要的一個(gè)因素。如何解決晶體管內(nèi)部輸出電容多余而帶來的工作 頻率的限制，是近年來E類功率放大器領(lǐng)域內(nèi)研宄的一個(gè)熱點(diǎn)。
[0004] 由于給定的晶體管內(nèi)部的參數(shù)都是固定的，所以解決此問題的最流行的方法是利 用外部電路來補(bǔ)償多余的電容，來拓展E類功率放大器的工作頻率?，F(xiàn)有技術(shù)采用下述補(bǔ) 償電路：鏈接晶體管漏極、短路分支線和開路分支線的第一微帶傳輸線；鏈接短路分支線、 開路分支線和漏極偏置電源的第二微帶傳輸線；鏈接于第一微帶傳輸線和第二微帶傳輸 線連接處的短路分支線；以及鏈接于第一微帶傳輸線和第二微帶傳輸線連接處的開路分支 線。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)具有以下缺陷：在頻率相對較低時(shí)，微帶尺寸相對過大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種E類功率放大器的補(bǔ)償電路及其器件參數(shù)獲取方法，旨在解決 現(xiàn)有的E類功率放大器的補(bǔ)償電路在頻率相對較低時(shí)微帶尺寸相對過大的技術(shù)問題。
[0007] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種E類功率放大器的補(bǔ)償電路，包括：
[0008] 連接晶體管漏接和漏極偏置電源的第一電感；
[0009] 與所述第一電感并聯(lián)連接，并連接于所述晶體管漏極和第二電容之間的第二電 感；
[0010] 連接于所述第二電感和所述漏極偏置電源之間的所述第二電容。
[0011] 另一方面，本發(fā)明還提供了 一種的E類功率放大器，所述E類功率放大器包括上述 的補(bǔ)償電路。
[0012] 另一方面，本發(fā)明還提供了一種的E類功率放大器的補(bǔ)償電路的器件參數(shù)獲取方 法，包括：
[0013] 確定所述E類功率放大器的設(shè)計(jì)參數(shù)，所述設(shè)計(jì)參數(shù)包括所述E類功率放大器的 理論所需電感值和電容系數(shù)，所述電容系數(shù)為多余的電容和理論所需電容的比值；
[0014]使用下述公式分別計(jì)算所述第一電感、所述第二電感和所述第二電容的參數(shù)：
[0019] 其中u為所述第一電感的電感值，L2為所述第二電感的電感值，c2為所述第二電 容的電容值，a為第一參數(shù)，b為第二參數(shù)，L為所述E類功率放大器的理論所需電感值，3為 所述電容系數(shù)，為基波的角頻率。
[0020] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：
[0021] 從上述本發(fā)明可知，由于包括連接晶體管漏接和漏極偏置電源的第一電感；與第 一電感并聯(lián)連接，并連接于晶體管漏極和第二電容之間的第二電感；連接于第二電感和漏 極偏置電源之間的第二電容，使用分立元件實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電路，因此，在頻率較低時(shí)減小了補(bǔ)償 電路中的微帶尺寸。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的E類功率放大器的補(bǔ)償電路的示例電路圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的E類功率放大器的補(bǔ)償電路的等效電路圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的E類功率放大器的補(bǔ)償電路的完整的電路原理圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的E類功率放大器的補(bǔ)償電路的仿真波形。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例提供E類功率放大器的補(bǔ)償電路Lnex的一種結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包 括連接晶體管漏接和漏極偏置電源Vdd的第一電感L1;與第一電感L1并聯(lián)連接，并連接于 晶體管漏極和第二電容C2之間的第二電感L2 ;連接于第二電感L2和漏極偏置電源Vdd之 間的第二電容C2。
[0029] 具體實(shí)施中，所述第一電感、所述第二電感和所述第二電容組成的補(bǔ)償電路可以 等效于基波和二次諧波并聯(lián)電感。
[0030] 一種的E類功率放大器，E類功率放大器包括上述的補(bǔ)償電路。
[0031] 如圖1所示，E類功率放大器還包括晶體管Q、輸出電容Cout、漏極偏置電源Vdd、 柵極偏置電源Vgg、輸入電壓Vin、負(fù)載電阻R0、串聯(lián)濾波電容C0以及串聯(lián)濾波電感L0,晶 體管Q包括輸出電容Cout，輸出電容Cout連接于晶體管Q的漏極和晶體管Q的源極之間。
[0032] 晶體管Q的漏極與串聯(lián)濾波電感L0的第一端連接，晶體管Q的柵極與輸入電壓 Vin的正極連接，晶體管Q的源極與負(fù)載電阻R0的第一端和漏極偏置電源Vdd的負(fù)極連接， 輸入電壓Vin的負(fù)極與柵極偏置電源Vgg的正極連接，串聯(lián)濾波電感L0的第二端與串聯(lián)濾 波電容C0的第一端連接，負(fù)載電阻R0的第二端與串聯(lián)濾波電容C0的第二端連接。
[0033] 其中，輸出電容Cout由選擇的晶體管決定；漏極偏置電源Vdd和柵極偏置電源 Vgg由選擇晶體管的所需輸出功率決定，負(fù)載電阻R0、串聯(lián)濾波電容C0和串聯(lián)濾波電感L0 由工作頻率和E類功放工作模式?jīng)Q定。
[0034] 本發(fā)明實(shí)施例提供E類功率放大器的補(bǔ)償電路的器件參數(shù)獲取方法，包括以下步 驟：
[0035] 101 :確定E類功率放大器的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)包括E類功率放大器的理論所需 電感值和電容系數(shù)，電容系數(shù)為多余的電容和理論所需電容的比值。
[0036] 102 :使用下述公式分別計(jì)算第一電感、第二電感和第二電容的參數(shù)：
[0041] 其中u為第一電感L1的電感值，L2為第二電感L2的電感值，C2為第二電容C2的 電容值，a為第一參數(shù)，b為第二參數(shù)，L為E類功率放大器的理論所需電感值，3為電容系 數(shù)，為基波的角頻率。
[0042] 優(yōu)選的，在步驟102之前還包括步驟101-2。
[0043] 101-2 :預(yù)設(shè)第二參數(shù)。
[0044] 具體實(shí)施中，第二參數(shù)的取值可以為大于0.25且小于1。例如，可先在b的取值范 圍內(nèi)確定具體的數(shù)值〇. 5,再求解第一電感L1、第二電感L2、第二電容C2的參數(shù)。
[0045] 如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供E類功率放大器的補(bǔ)償電路的等效電路圖，包括補(bǔ) 償電路的等效電感Lnex、晶體管Q、理論所需電容C、理論所需電感L、多余的電容Cex、漏極 偏