专利名称：D类射频功率放大电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种D类射频功率放大电路。
背景技术：
D类功率放大器相比E类功率放大器而言，D类功率放大器对输入电压要求不是很高，不会因为输入电压过高而引起工作在D类状态的功率放大器击穿。因此，相比于E类功率放大器，D类功率放大器的选型比较容易一般满足E类工作条件的功率放大器都可以工作在D类状态，而且由于工作在D类状态的功率放大器可以承受更高的电压使其相较于E类状态时可以输出更高的功率。由于D类功率放大器同样工作于开关状态与工作在E类状态的功率放大器一样，功率转换效率理论上可以达到100%。由于D类功率放大器的两个功率放大器工作在推挽状态与实际功率放大器的封装所带来的功率放大器的输入输出电容、饱和导通电阻以及实际输出网络不可避免的存在一定的失谐于基频，因此极大的限制了两个功率放大器工作在D类状态时的工作频率，输出功率以及工作稳定性。图1给出了现有D类准互补电压开关型2MHz射频功率放大器的结构。该D类功率放大器的基本的工作原理为:当VTl闭合，VT2断开时，A点电压应为电源电压VCC减去Tl管的饱和压降VCES。当VTl截止，VT2导通时，A点的电压就等于VT2管的饱和压降VCES。该电路存在以下缺陷:1、D类功率放大器输出网络失谐会引起对功率放大器有极大危害的负电流。2、D类功率放大器要实现高效率工作，对激励信号的波形和幅度的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能消除负电流对D类功率放大器危害及满足D类功率放大器实现高效率工作的D类射频功率放大电路。为解决上述技术问题，本发明提供了一种D类射频功率放大电路，包括D类功率放大器及晶体管保护电路，所述D类功率放大器包括第一晶体管VT1、第二晶体管VT2&电压互感器，所述晶体管保护电路与所述D类功率放大器中的第一晶体管VT1、第二晶体管VT2连接。进一地，所述晶体管保护电路包括二极管D1、二极管D2 ;所述二极管D1连接在所述第一晶体管VT1的集电级和第一晶体管VT1的发射级之间；所述二极管D2连接在所述第二晶体管VT2的集电级和和第二晶体管VT2的发射级之间。进一地,所述晶D类射频功率放大电路还包括二个RC电路,其中，一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第一晶体管VT1的基级之间，另一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第二晶体管VT2的基级之间。进一地，所述Rc电路包括电阻Rb和加速电容Cb ;所述电阻Rb和加速电容Cb并联。进一步地，所述第一晶体管VT1、第二晶体管VT2由三极管实现。本发明还提供一种D类射频功率放大电路，包括D类功率放大器及二个RC电路，所述D类功率放大器包括第一晶体管VT1、第二晶体管VT2及电压互感器，一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第一晶体管VT1的基级之间，另一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第二晶体管VT2的基级之间。进一步地，所述RC电路包括电阻Rb和加速电容Cb ;所述电阻Rb和加速电容Cb并联。进一步地，所述D类射频功率放大电路还包括晶体管保护电路，所述晶体管保护电路与所述D类功率放大器中的第一晶体管VT1、第二晶体管VT2连接进一步地，所述晶体管保护电路包括二极管D1、二极管D2 ;所述二极管D1连接在所述第一晶体管VT1的集电级和第一晶体管VT1的发射级之间；所述二极管D2连接在所述第二晶体管VT2的集电级和和第二晶体管VT2的发射级之间。进一步地，所述第一晶体管VT1、第二晶体管VT2分别由三极管实现。本发明提供的D类射频功率放大电路极大提高了 D类功率放大器工作的稳定性与功率输出效率。
图1为现有的D类准互补电压开关型2MHz射频功率放大器的电路结构示意图；图2为本发明实施例提供的D类射频功率放大电路的电路结构示意图；图3为本发明实施例提供的另一 D类射频功率放大电路的电路结构示意图；图4为本发明实施例提供的另一 D类射频功率放大电路的电路结构示意图。
具体实施例方式实施例1参见图2，本发明实施例提供的一种D类射频功率放大电路，包括D类功率放大器及晶体管保护电路。其中，D类功率放大器包括第一晶体管VTl、第二晶体管VT2、电压互感器、电容CO、电容C、电感L及电阻RL。晶体管保护电路包括二极管D1、二极管D2。二极管Dl连接在第一晶体管VTl的集电级和第一晶体管VTl的发射级之间；二极管D2连接在第二晶体管VT2的集电级和和第二晶体管VT2的发射级之间。在电路中附加晶体管保护电路使每个高频周期中的负电流分别从Dl和D2中流过，电容C就不会产生大的脉冲尖峰电压，进而很好的保护了晶体管。另外，由于实际电路中，放大器输出回路的失谐不可避免，失谐将会危及晶体管的安全使用，通过晶体管保护电路可以很好的保护功率放大器不受由于输出电路的失谐所带来的晶体管的损坏。实施例2D类功率放大器的特点是工作于开关状态，而两个功率放大器的开关转换过程是由激励信号的波形和幅度来控制的。因此功率放大器的效率与激励信号的波形和幅度密切相关。矩形波激励比正弦波激励的效率更高，因为矩形波作为激励时，两个开关管的开关转换更为迅速，瞬态过程更短，放大器的效率也必然更高些。参见图3，本发明实施例提供的一种D类射频功率放大电路既可满足D类功率放大器在高效率工作时对激励信号的波形和幅度的要求，又可保护晶体管。该D类射频功率放大电路包括D类功率放大器及二个RC电路。其中，D类功率放大器包括第一晶体管VT1、第二晶体管VT2、电压互感器、电容Q、电容C、电感L及电阻RL。一 RC电路连接在电压互感器和第一晶体管VT1的基级之间，另一 RC电路连接在电压互感器和第二晶体管VT2的基级之间。RC电路包括电阻Rb和加速电容Cb，电阻Rb和加速电容Cb并联。电阻Rb的主要作用是提高晶体管的输入阻抗，保护晶体管的发射结不被过高的激励电压所击穿。加速电容Cb的主要作用是改善激励波形。在激励信使晶体管截止的负半周，加速电容Cb被反向充电。正脉冲到来时，起初加速电容Cb上有电荷，电压不变，加速电容Cb叠加在脉冲电压上，作用于晶体管的发射结，使IB的初始值很大，从而使晶体管迅速由截止转换为导通。同理，当下一个负脉冲到来之时，加速电容Cb又能得到较大的反向电流，加速晶体管由导通转换为截止状态。由于输出回路失谐，使k和V的基频电压之间产生了相移，并使晶体管的集电极电流U和1。2在高频一周中出现了负值。由于晶体管是单向器件，这个负电流是不能通过的。如果没有附加电路，此电流只能流过晶体管中的杂散电容，其在充放电瞬间将产生大的脉冲电压。实际工作中可能损坏晶体管。因此，在电路中附加晶体管保护电路可以很好的保护晶体管，保证其工作的稳定性。因此，该D类射频功率放大电路克服了由于电路由于两个晶体管轮流导通而存在的两个晶体管可能周时导通或同时断开所带来的效率下降，以及由此所引起的二次击穿而使晶体管损坏，进而使D类功率放大器可以在2MHz的射频频点下稳定可靠的工作。实施例3为了进一步提高D类功率放大器工作的稳定性与功率输出效率，参见图4，本发明实施例提出一种D类射频功率放大电路，其包括D类功率放大器、晶体管保护电路及二个RC电路。其中，D类功率放大器包括第一晶体管VT1、第二晶体管VT2、电压互感器、电容Ctl、电容C、电感L及电阻RL。晶体管保护电路包括二极管D1、二极管D2。二极管D1连接在第一晶体管VT1的集电级和第一晶体管VT1的发射级之间；二极管D2连接在第二晶体管VT2的集电级和和第二晶体管VT2的发射级之间。一 RC电路连接在电压互感器和第一晶体管VT1的基级之间，另一 RC电路连接在电压互感器和第二晶体管VT2的基级之间。RC电路包括电阻Rb和加速电容Cb，电阻Rb和加速电容Cb并联。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种D类射频功率放大电路，包括D类功率放大器，所述D类功率放大器包括第一晶体管VT1、第二晶体管VT2及电压互感器，其特征在于，所述D类射频功率放大电路还包括: 晶体管保护电路，所述晶体管保护电路与所述D类功率放大器中的第一晶体管￥!\、第二晶体管VT2连接。
2.根据权利要求1所述的D类射频功率放大电路，其特征在于，所述晶体管保护电路包括: 二极管D1、二极管仏；所述二极管D1连接在所述第一晶体管集电级和第一晶体管VT1的发射级之间；所述二极管D2连接在所述第二晶体管VT2的集电级和和第二晶体管VT2的发射级之间。
3.根据权利要求2所述的D类射频功率放大电路，其特征在于,所述D类射频功率放大电路还包括: 二个RC电路，其中，一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第一晶体管VT1的基级之间，另一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第二晶体管VT2的基级之间。
4.根据权利要求3所述的D类射频功率放大电路，其特征在于: 所述RC电路包括电阻Rb和加速电容Cb ;所述电阻Rb和加速电容Cb并联。
5.根据权利要求1-4任一项所述的D类射频功率放大电路，其特征在于: 所述第一晶体管VT1、第二晶体管VT2分别由三极管实现。
6.一种D类射频功率 放大电路，包括D类功率放大器，所述D类功率放大器包括第一晶体管VT1、第二晶体管VT2及电压互感器，其特征在于，所述D类射频功率放大电路还包括: 二个RC电路，其中，一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第一晶体管VT1的基级之间，另一所述RC电路连接在所述电压互感器和所述第二晶体管VT2的基级之间。
7.根据权利要求6所述的D类射频功率放大电路，其特征在于: 所述RC电路包括电阻Rb和加速电容Cb ;所述电阻Rb和加速电容Cb并联。
8.根据权利要求7所述的D类射频功率放大电路，其特征在于，所述D类射频功率放大电路还包括: 晶体管保护电路，所述晶体管保护电路与所述D类功率放大器中的第一晶体管￥!\、第二晶体管VT2连接
9.根据权利要求8所述的D类射频功率放大电路，其特征在于，所述晶体管保护电路包括: 二极管D1、二极管仏；所述二极管D1连接在所述第一晶体管集电级和第一晶体管VT1的发射级之间；所述二极管D2连接在所述第二晶体管VT2的集电级和和第二晶体管VT2的发射级之间。
10.根据权利要求5-9任一项所述的D类射频功率放大电路，其特征在于: 所述第一晶体管VT1、第二晶体管VT2分别由三极管实现。
全文摘要
本发明公开一种D类射频功率放大电路，包括D类功率放大器及晶体管保护电路。还公开一种D类射频功率放大电路，包括D类功率放大器及二个RC电路。本发明提供的D类射频功率放大电路极大提高了D类功率放大器工作的稳定性与功率输出效率。
文档编号H03F3/20GK103107784SQ20111035358
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者秦威, 李勇滔, 李英杰, 赵章琰, 夏洋 申请人:中国科学院微电子研究所