射頻功率放大器是電子通(tong)信發(fa)射(she)系統中(zhong)的主(zhu)要(yao)部分，雖(sui)然(ran)不(bu)怎么(me)起眼(yan)，但應(ying)用廣泛，是我們(men)(men)日常通(tong)信中(zhong)不(bu)可缺少的部分，如手機、電腦、天線等，今天本(ben)文(wen)將(jiang)詳談射(she)頻功率(lv)放大器的組成結構及(ji)作用用途，希望對小伙伴們(men)(men)有所幫(bang)助。

　　一(yi)般來說，射頻功率放大器(qi)有多種類型，但大致(zhi)上(shang)課歸(gui)類為晶體管、偏置及穩定電路(lu)、輸入輸出匹配電路(lu)。

　　1、晶體管

　　晶體(ti)管的(de)(de)(de)種類較(jiao)多(duo)，但究(jiu)其本(ben)質上，晶體(ti)管的(de)(de)(de)工作都是(shi)表現為一個(ge)受(shou)(shou)控的(de)(de)(de)電流源(yuan)(yuan)和電壓源(yuan)(yuan)，請坐機(ji)制是(shi)將(jiang)不(bu)含內(nei)容的(de)(de)(de)直(zhi)流能(neng)(neng)(neng)量轉化(hua)為有(you)(you)用的(de)(de)(de)輸出(chu)。直(zhi)流能(neng)(neng)(neng)量仍(reng)是(shi)從外界(jie)獲得，晶體(ti)管加以消耗(hao)，并(bing)轉化(hua)成(cheng)有(you)(you)用的(de)(de)(de)成(cheng)分，不(bu)同(tong)晶體(ti)管有(you)(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，如承受(shou)(shou)功率的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)區別，而這也是(shi)因為其能(neng)(neng)(neng)獲取(qu)的(de)(de)(de)直(zhi)流能(neng)(neng)(neng)量的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)不(bu)同(tong)所致；人其面向輸入，輸出(chu)端的(de)(de)(de)阻(zu)抗不(bu)同(tong)，及對外的(de)(de)(de)反(fan)應能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)不(bu)同(tong)，這決(jue)定了(le)給它匹配的(de)(de)(de)難(nan)易程度。

　　2、偏(pian)置電(dian)路及穩定電(dian)路

　　偏(pian)置(zhi)和穩定電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)兩種不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，但因為(wei)(wei)他們(men)往往很難區分，且設(she)(she)計目標趨同(tong)，所以可以放在(zai)一(yi)(yi)起討論。晶體管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)需(xu)要在(zai)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)置(zhi)條件下，我們(men)稱之為(wei)(wei)靜態工(gong)(gong)作(zuo)點(dian)。這(zhe)是(shi)晶體管(guan)(guan)立足的(de)(de)(de)(de)(de)根本，是(shi)它自(zi)身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)“定位(wei)(wei)(wei)”。每個(ge)晶體管(guan)(guan)都給自(zi)己進(jin)行了(le)(le)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)定位(wei)(wei)(wei)，其(qi)定位(wei)(wei)(wei)不(bu)同(tong)將決定了(le)(le)它自(zi)身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)模式，在(zai)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)定位(wei)(wei)(wei)上(shang)也存在(zai)著不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)性能表現(xian)。有些定位(wei)(wei)(wei)點(dian)上(shang)起伏較(jiao)(jiao)小，適(shi)合(he)(he)于(yu)(yu)(yu)(yu)小信號工(gong)(gong)作(zuo);有些定位(wei)(wei)(wei)點(dian)上(shang)起伏較(jiao)(jiao)大(da),適(shi)合(he)(he)于(yu)(yu)(yu)(yu)大(da)功率(lv)(lv)輸(shu)出;有些定位(wei)(wei)(wei)點(dian)上(shang)索取較(jiao)(jiao)少，釋放純粹,適(shi)合(he)(he)于(yu)(yu)(yu)(yu)低噪(zao)聲工(gong)(gong)作(zuo);有些定位(wei)(wei)(wei)點(dian)，晶體管(guan)(guan)總是(shi)在(zai)飽(bao)和和截至之間徘徊，處于(yu)(yu)(yu)(yu)開關狀態。一(yi)(yi)個(ge)恰當的(de)(de)(de)(de)(de)偏(pian)置(zhi)點(dian),是(shi)正常工(gong)(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)礎。在(zai)設(she)(she)計寬帶功率(lv)(lv)放大(da)器時(shi)，或工(gong)(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)(lv)較(jiao)(jiao)高時(shi)，偏(pian)置(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)對電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)性能影響(xiang)較(jiao)(jiao)大(da)，此時(shi)應把偏(pian)置(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)作(zuo)為(wei)(wei)匹配電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)部分考慮。

　　偏置(zhi)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)有兩大類型(xing),無源(yuan)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)和(he)有源(yuan)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)。無源(yuan)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(即自偏置(zhi)網(wang)(wang)絡(luo)(luo))通常由電(dian)(dian)阻網(wang)(wang)絡(luo)(luo)組成,為晶體管(guan)提供合(he)適的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)電(dian)(dian)壓和(he)電(dian)(dian)流(liu)。它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要缺(que)陷是對晶體管(guan)的(de)(de)(de)(de)參(can)數變化十(shi)分敏感，并(bing)且溫(wen)度(du)穩定(ding)性較差。有源(yuan)偏置(zhi)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)能(neng)(neng)改善靜態工作(zuo)點的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性，還能(neng)(neng)提高良好的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)穩定(ding)性,但(dan)它(ta)(ta)也存(cun)在-些(xie)問題,如增(zeng)加了(le)電(dian)(dian)路尺寸、增(zeng)加了(le)電(dian)(dian)路排版的(de)(de)(de)(de)難(nan)度(du)以及(ji)增(zeng)加了(le)功率消耗(hao)。

　　穩定(ding)電(dian)路(lu)一定(ding)要(yao)在(zai)匹配電(dian)路(lu)之前，因為晶體管(guan)需(xu)要(yao)將穩定(ding)電(dian)路(lu)作為自身(shen)的(de)(de)一部分存在(zai)，再與外界接觸。在(zai)外界看來，加(jia)上穩定(ding)電(dian)路(lu)的(de)(de)晶體管(guan),是一個“全新(xin)的(de)(de)”晶體管(guan)。它做出一定(ding)的(de)(de)“犧牲(sheng)”，獲得了(le)穩定(ding)性(xing)。穩定(ding)電(dian)路(lu)的(de)(de)機制(zhi)能夠保(bao)證晶體管(guan)順利(li)而穩定(ding)的(de)(de)運轉(zhuan)。

　　圖(tu)：ATA-8000系(xi)列射頻(pin)功率放(fang)大器

　　3、輸入輸出匹配電路(lu)

　　匹配(pei)電(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)在(zai)(zai)選擇一種接(jie)(jie)受的(de)(de)方(fang)式(shi)。對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)那些想(xiang)提供更大增(zeng)益的(de)(de)晶體管來(lai)說，其(qi)途徑是(shi)全盤的(de)(de)接(jie)(jie)受和輸出。這(zhe)意味著通過(guo)匹配(pei)電(dian)(dian)路(lu)這(zhe)一個接(jie)(jie)口，不同的(de)(de)晶體管之間(jian)溝通更加順暢，對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)不同種的(de)(de)放大器類型(xing)來(lai)說，匹配(pei)電(dian)(dian)路(lu)并不是(shi)只有(you)“全盤接(jie)(jie)受”一種設(she)計方(fang)法。一些直流小(xiao)、根基淺的(de)(de)小(xiao)型(xing)管,更愿意在(zai)(zai)接(jie)(jie)受的(de)(de)時(shi)候做一定的(de)(de)阻擋，來(lai)獲取更好的(de)(de)噪(zao)聲性能(neng)，然而不能(neng)阻擋過(guo)了頭，否則會影響其(qi)貢獻(xian)。而對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)一些巨(ju)型(xing)功率管,則需要在(zai)(zai)輸出時(shi)謹小(xiao)慎微，因為(wei)他(ta)們(men)更不穩(wen)定，同時(shi)，一定的(de)(de)保留有(you)助于(yu)(yu)他(ta)們(men)發揮出更多的(de)(de)“不扭(niu)曲的(de)(de)”能(neng)量。

　　典(dian)型的(de)阻(zu)抗匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)網絡有(you)L匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)、n形(xing)(xing)匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)和(he)(he)T形(xing)(xing)匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)。其中(zhong)L匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)，其特點(dian)就是(shi)結構(gou)簡單且只有(you)兩個自由度L和(he)(he)C。一旦確定了(le)(le)阻(zu)抗變換比率(lv)和(he)(he)諧振頻(pin)率(lv)，網絡的(de)Q值(帶寬(kuan))也(ye)就確定了(le)(le)。形(xing)(xing)匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)網絡的(de)一個優點(dian)就是(shi)不管什么樣的(de)寄(ji)生(sheng)電容，只要連(lian)接到(dao)(dao)它(ta)，都可(ke)以被吸(xi)到(dao)(dao)網絡中(zhong),這也(ye)導(dao)致了(le)(le)形(xing)(xing)匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)網絡的(de)普遍應用(yong)，因為在很(hen)多的(de)實際情況中(zhong)，占支配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)地位的(de)寄(ji)生(sheng)元(yuan)件是(shi)電容。T形(xing)(xing)匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei),當電源端和(he)(he)負載端的(de)寄(ji)生(sheng)參數主要呈(cheng)電感性質時，可(ke)用(yong)T形(xing)(xing)匹配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)來把這些寄(ji)生(sheng)參數吸(xi)收入網絡。

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