一種全新高功率線(xiàn)性功率放大器的設計

4 150W功率放大器的設計

本文設計的功率放大器工作頻段是20-100MHz，要實(shí)現150W的輸出功率，并且其效率是可以接受的，也具備很良好的穩定性，功率放大器是通過(guò)級聯(lián)晶體管來(lái)實(shí)現的，采用驅動(dòng)級功放和功率合成級來(lái)達到輸出150W的輸出功率。驅動(dòng)級功放管是Semelab Inc.’s D1013UK。末級采用的是D1030UK晶體管的推挽電路來(lái)實(shí)現150W的功率輸出，并采用9：1巴倫。在功率放大器的設計過(guò)程中，使用Agilent ADS不斷仿真和優(yōu)化，以得到符合要求的功率放大器，圖3是進(jìn)行多次仿真優(yōu)化的電路圖。

圖4是經(jīng)過(guò)仿真已經(jīng)測量得到的最后最終結果。由圖4可以看出，該功率放大器的工作頻段為20-100MHz，在該頻段內，輸出功率大于150W,增益比較平坦，并且增益大于34dB，功率附加效率大于33%。穩定性的考慮是功率放大器設計所面臨的一個(gè)很重要而困難的問(wèn)題，特別在寬帶功率放大器的設計中更加突出，功率放大器的輸出與50歐姆的負載匹配得到穩定工作比較容易，但是負載有時(shí)候會(huì )出現失配。通常功率放大器的輸出端直接與天線(xiàn)相連，但是由于一般天線(xiàn)也不會(huì )有比較完美的VSWR特性，通常不穩定性發(fā)生在較低的頻率并且功率增益較大的情況下。本文的設計中，用降低低頻時(shí)的功率大小，來(lái)改善放大器的穩定性，這里采用了直流反饋和漏門(mén)級負反饋來(lái)降低輸出低頻段的功率，進(jìn)而改善放大器的穩定性，通過(guò)仿真可以得到該功率放大器工作是穩定的。