多级放大器和增加多级放大器的功率效率的方法

摘要

概括地说，本发明提供了一种在高输出功率下显示出高功率附加效率的射频(RF)功率放大器。该功率放大器的设计基于开关晶体管或受电压控制(对应于场效应晶体管，即FET)或受电流控制(对应于双极晶体管)而不受两者同时控制这一观察结果。因此，激励放大器不需产生功率使末级以开关方式动作。这一观点同传统知识，即高效率功率放大器级间阻抗匹配设计概念正好相反。在电压和电流必然同时存在的通带(谐振)网络(例如RF功率放大器)中，不可能仅产生电压波形或电流波形。本发明的一个特点是，电压(或电流)波形幅值保持不变时，功率传递非但未最大化，功耗反而降低了。本发明的另一个特点是，激励级同末级均设计为开关操作方式。在此情况下，级间网络设计与E类输出级设计相似。然而，级间网络的目的不是在负载两端产生最大功率(如同E类输出级)，而是在激励级负载(即开关输入)两端产生最大电压。在该方案中，开关的输入激励应足够高，以降低激励级的工作电压。激励级工作电压的降低进一步降低了激励级的DC电源功率，从而提高了PAE。

主权项

1. 一种多级放大器，其包含：一第一放大器级；一第二放大器级，所述第二放大器配置为用于开关方式操作；以及，一级间网络，其将所述第一放大器级耦合到所述第二放大器级，所述级间网络具有串联LC电路，所述串联LC电路包含经选择的电感器、经选择的电容以及所述第二放大器级的寄生输入电容，所述电感器和电容的参数的选择使得其与所述寄生输入电容产生谐振，所述串联LC电路在重要的频带具有一阻抗，所述阻抗增加所述多级放大器的功率附加效率，通过使用阻抗匹配的级间网络可获得多级放大器内的功率附加效率。