EMC射频功率放大器技术

    宽带pa通常采用cllc、lccl、两级或多级lc匹配。cllc结构，采用串联电容到地电感级联串联电感到地电容；lccl采用串联电感到地电容级联串联电容到地电感。这两种结构优点是结构较简单，插损较小；缺点是宽带性能一致性不好，在不同的频率性能不一致，而且谐波性能差。两级或多级lc结构，采用两级或多级串联电感到地电容级联在一起。这种结构优点是谐波性能好，可以实现宽带一致的阻抗变换；缺点是宽带性能一致性和插损之间存在折中，高频点插损较大。采用普通结构变压器实现功率合成和阻抗变换的pa，只采用变压器及其输入输出匹配电容。这种结构优点是结构相对简单，缺点是难以实现宽带功率放大器，宽带性能一致性差，谐波性能也较差。采用普通结构变压器级联lc匹配实现功率合成和阻抗变换的pa，采用变压器及其输入输出匹配电容，输出级联lc匹配滤波电路。这种结构优点是谐波性能好，可以实现宽带一致的阻抗变换；缺点是宽带性能一致性和插损之间存在折中，高频点插损较大。技术实现要素：本发明实施例解决的是如何实现射频功率放大器在较宽的频率范围内实现一致性的同时，具有较好的谐波性能和工作效率。为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种射频功率放大器。随着无线通信/雷达通信系统的发展对固态功率放大器提出了新 的要求：大功率输出、高效率、高线性度、高频率.EMC射频功率放大器技术

经过数十年的发展，GaN技术在全球各大洲已经普及。市场的厂商主要包括SumitomoElectric、Wolfspeed（Cree科锐旗下）、Qorvo，以及美国、欧洲和亚洲的许多其它厂商。化合物半导体市场和传统的硅基半导体产业不同。相比传统硅工艺，GaN技术的外延工艺要重要的多，会影响其作用区域的品质，对器件的可靠性产生巨大影响。这也是为什么目前市场的厂商都具备很强的外延工艺能力，并且为了维护技术秘密，都倾向于将这些工艺放在自己内部生产。GaN-on-SiC更具有优势。尽管如此，Fabless设计厂商通过和代工合作伙伴的合作，发展速度也很快。凭借与代工厂紧密的合作关系以及销售渠道，NXP和Ampleon等厂商或将改变市场竞争格局。同时，目前市场上还存在两种技术的竞争：GaN-on-SiC（碳化硅上氮化镓）和GaN-on-Silicon（硅上氮化镓）。它们采用了不同材料的衬底，但是具有相似的特性。理论上，GaN-on-SiC具有更好的性能，而且目前大多数厂商都采用了该技术方案。不过，M/A-COM等厂商则在极力推动GaN-on-Silicon技术的应用。未来谁将主导还言之过早，目前来看，GaN-on-Silicon仍是GaN-on-SiC解决方案的有力挑战者。全球GaN射频器件产业链竞争格局GaN微波射频器件产品推出速度明显加快。江苏U段射频功率放大器定制输出匹配电路确定后功率放大器的输出功率及效率也基本确定了但它 的增益平坦度并不一定满足技术指标的要求。

    1.射频微波功率放大器及其应用放大器是用来以更大的功率、更大的电流，更大的电压再现信号的部件。在信号处理过程中不可或缺的放大器，既可以做成用在助听器里的微晶片，也可以做成像多层建筑那么大以便向水下潜艇或外层空间传输无线电信号。功率放大器可以被认为是将直流（DC）输入转换成射频和微波能量的电路。不是在电磁兼容领域需要在射频和微波频率上产生足够的功率，在无线通信、雷达和雷达干扰，医疗功率发射机和高能成像系统等领域都需要，每种应用领域都有它对频率、带宽、负载、功率、效率和成本的独特要求。射频和微波功率可以利用不同的技术和不同的器件来产生。本文着重介绍在EMC应用中普遍使用的固态射频功率放大器技术，这种固态放大器的频率可以达到6GHz甚至更高，采用了A类，AB类、B类或C类放大器的拓扑结构。2.射频微波功率晶体管概述随着半导体技术的不断进步，可用于RF功率放大器的器件和种类越来越多。各种封装器件被普遍采用，图1显示了一个典型的盖子被移除的晶体管。这是一个大功率为60W的采用了GaAsFET的平衡微波晶体管，适合推挽式的AB类放大器使用。

    LDMOS增益曲线较平滑并且允许多载波射频信号放大且失真较小。LDMOS管有一个低且无变化的互调电平到饱和区，不像双极型晶体管那样互调电平高且随着功率电平的增加而变化，这种主要特性因此允许LDMOS晶体管执行高于双极型晶体管的功率，且线性较好。LDMOS晶体管具有较好的温度特性温度系数是负数，因此可以防止热耗散的影响。由于以上这些特点，LDMOS特别适用于UHF和较低的频率，晶体管的源极与衬底底部相连并直接接地，消除了产生负反馈和降低增益的键合线的电感的影响，因此是一个非常稳定的放大器。LDMOS具有的高击穿电压和与其它器件相比的较低的成本使得LDMOS成为在900MHz和2GHz的高功率基站发射机中的优先。LDMOS晶体管也被应用于在80MHz到1GHz的频率范围内的许多EMC功率放大器中。在GHz输出功率超过100W的LDMOS器件已经存在，半导体制造商正在开发频率范围更高的，可工作在GHz及以上的高功率LDMOS器件。砷化镓金属半导体场效应晶体管（GaAsMESFET）砷化镓（galliumarsenide），化学式GaAs，是一种重要的半导体材料。属于Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体，具有高电子迁移率(是硅的5到6倍)，宽的禁带宽度（硅是），噪声低等特点，GaAs比同样的Si元件更适合工作在高频高功率的场合。功率放大器一般可分为A、AB、B、c、D、E、F类。

    微控制器控制第五一开关导通、第五二开关关断，此时可实现低增益；微控制器控制第五一开关和第五二开关均导通，此时反馈电路的等效电阻小，可实现负增益。在一些实施例中，当射频放大器电路的高增益为30db左右，低增益为15db左右，负增益为-10db左右时，可设置第五三电阻的阻值为5kω，第五一电阻的电阻为1kω，第五二电阻的电阻为100ω。需要说明的是，本实施例对反馈电路的具体形式不做限定。可见，通过控制反馈电路中第二开关的通断，可以改变射频功率放大器电路的增益大小，实现增益的大范围调节。在一个可能的示例中，级间匹配电路104包括：第三电感l3、第七电容c7和第八电容c8，其中：第三电感的端连接第三mos管的漏级，第三电感的第二端连接第二电压信号和第七电容的一端，第七电容的端连接第二电压信号，第七电容的第二端接地，第八电容的端连接第三mos管的漏级。其中，第二电压信号为vcc。在本申请实施例中，考虑到级间匹配电路的复杂性，将级间匹配电路简化为用第三电感、第七电容和第八电容表示。在一个可能的示例率放大电路105包括：第四mos管t4、第五mos管t5和第九电容c9，其中：第四mos管的栅级与第八电容的第二端连接。AM失真，它与晶体管是否工作于饱和区密切相关。天津射频功率放大器应用

发射机的前级电路中调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，必须必采用高增益大功率射频功率放大器。EMC射频功率放大器技术

    RFMDWiFiPA产品线型号非常多，几乎可以满足所有WiFi产品的射频需求。P/NMinFreqMaxFreqGainPOUTEVM(%)Vcc(V)TxIcc(mA)RFRFRFRF018120RFRFRFRF018120RFRF02810355RFRFRFRF03018395RFRF0345800RF02851000RF03051450RF018120RFPA0265545RFPA0255670RFPA0335470RFPA5201E875RFPASTA-5063Z352STA-6033(Z)83165SZA-2044(Z)300SZA-3044(Z)45340SZA-5044(Z)15330SZA-6044(Z)5165SZM-2066Z583SZM-2166Z76878SZM-3066Z65730SZM-3166Z7900SZM-5066Z55800RFPA55124900MHz5850MHz33dB11ac-?23dBm11n–25dBm11ac––3%5VRFPA0RFPA55225180MHz5925MHz33dB23dBm-35dB5V285mARFPA033RFPA5542B在这些产品中，**令笔者震撼的就是RFPA5201E，其性能好到没朋友。笔者此前开发一款10W（11nHT20MCS7）超大功率放大器时，曾经选用了RFMDRFPA5201E作为驱动级。RFPA5201E测试数据与Datasheet中描述完全一致，如下图。当然，RFPA5201E的功耗也是不容小觑的，达到了可怕的1000mA，这可能也是很多厂商望而却步的原因。Richwave立积电子(RichwaveTechnologyCorp.)成立于2004年，是专业的IC设计公司。公司的主要技术在开发与设计世界前列的无线射频(RF)集成电路，公司的主要目标是在无线射频。EMC射频功率放大器技术

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