单极型HBT推挽式射频功率放大器的设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着通信技术的发展，射频功率放大器已经越来越多的应用于无线通信。射频功率放大器用于发射机的末级，为了保证良好的通信质量，通信系统对射频功率放大器效和线性度的要求也越来越苛刻。

传统的推挽结构电路是两个不同极型三极管（npn和pnp）连接成的电路，这两个三极管始终处于一个导通、一个截止的状态。而正是由于这样，电路在工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通耗损小、效率高。

异质结双极晶体管(hbt)是在双极结型晶体管（bjt）的基础上，将发射区改用宽带隙的半导体材料，即同质的发射结采用了异质结来代替。hbt具有功率密度高、相位噪声低、线性度好等特点，很适合用在射频功率放大器上。但是在目前的工艺条件下hbt上只能实现一种极型的晶体管，即npn型hbt或者pnp型hbt。

鉴于hbt和推挽结构在射频功放上的优点，本课题打算使用单极型的hbt来制作推挽式射频功率放大器。

2. 研究内容和预期目标

本课题的基本思想是放大器分上下两个支路。其中一个支路由一个同相放大器驱动，另一个支路由一个反相放大器驱动，这样每一条支路都是两级放大。第一级工作在甲类状态，能够传输给第二级电路线性度很好的信号；第二级为推挽输出级，工作在甲乙类状态，解决乙类功放的交越失真问题。其中第二级推挽输出级包括组成的共集电极放大器和共射极放大器，通过选择合适的偏置状态，使电路推挽输出级工作在甲乙类工作状态。这样电路就有很好的线性度和很高的效率。

由于上下两支路电路的结构不同，其输出波形也会有所不同，会导致输出信号的不平衡。为了满足输出功率线性要求，必须控制好两个支路的电压摆幅，尽量减少信号失真。

3. 研究的方法与步骤

1.功率放大器分为上下两支路，每一条支路都是两级放大。为了保证功放的线性度，放大器的第一级工作在甲类。第二级通过选择合适的偏置状态使其工作在甲乙类，解决乙类功放的交越失真问题，进而能够输出线性度较好的信号。

2.为了满足输出功率线性要求，必须控制好两个支路的电压摆幅，尽量减少信号失真。对电路中控制增益的相关电阻进行计算和优化，使得该功率放大器在整个信号周期内等增益地放大输入信号，达到上下两支路输出平衡的目标。

3.在输入输出端设计无损耗匹配网络，在保持线性度的同时进一步提高放大器的功率附加效率。

4.电路原理图设计完成后用awr公司microwave office软件进行模拟仿真，并对仿真结果进行分析。

4. 参考文献

[1]joungh，yunyim， ildukim， et al．high efficiency push-pull power amplifier with high operation voltage[j]． ieee microwave and wireless components letters，2007，17(5)：382-384

[2]徐国鼐．6336a甲乙类推挽功放[j]．实用影音技术．november 2005，11(5)：62-64

[3]k w kobayashi，d k umemoto．complementary hbt push-pull amplifier by selective mbe [j]．ieee microwave and guided wave letters，1992，2(4)：149-150

5. 计划与进度安排

1、2.20-3.6 查阅资料，填写开题报告，完成英文文献翻译。

2、3.7-3.20 熟悉并学习使用microwave office软件。

3、3.21-3.31 拟定设计思路，按要求完成电路设计。