置电源Vdd、栅极偏置电源Vgg、输入电压Vin、负载电阻R0、串联滤波电容C0以及串联滤 波电感L0,晶体管Q包括理论所需电容C和多余的电容Cex，理论所需电容C连接于晶体管 Q的漏极和晶体管Q的源极之间，多余的电容Cex连接于晶体管Q的漏极和晶体管Q的源极 之间；晶体管Q的漏极与串联滤波电感L0的第一端和等效电感Lnex的第一端连接，晶体管 Q的栅极与所述输入电压Vin的正极连接，所述晶体管Q的源极与所述负载电阻R0的第一 端和所述漏极偏置电源Vdd的负极连接，所述输入电压Vin的负极与所述栅极偏置电源Vgg 的正极连接，所述串联滤波电感L0的第二端与所述串联滤波电容CO的第一端连接，所述负 载电阻R0的第二端与所述串联滤波电容C0的第二端连接，等效电感Lnex的第二端与漏极 偏置电源Vdd的正极连接。E类功率放大器的补偿电路的输入阻抗可用以下公式表示：
[0046]
[0047] 其中，Z(?)为E类功率放大器的补偿电路的输入阻抗，h为图2中第一电感L1 的电感值，L2为图2中第二电感L2的电感值，C2为图2中第二电容C2的电容值，《为工作 角频率，
[0048]E类功率放大器的补偿电路的基波输入阻抗乂丨^^)和二次谐波阻抗XQc^)可用 以下公式表示：
[0049]
[0050]
[0051]
[0052] 其中，和2 分别为基波和二次谐波的角频率，第一参数a为
，第 二参数b$
，电容系数3为
[0053] 将补偿电路等效为等效电感Lnex，并将上述公式联立，即可得到第一电感L1，第 二电感L2,第二电容C2的参数取值公式。
[0054] 如图3所示，本发明实施例提供E类功率放大器的补偿电路的完整的电路原理图， 其包含输入电容Cblock;由第一电容C1和第三电感L3构成的输入匹配电路；由栅极电感 Lg、栅极旁路电容Cbypassl和栅极电阻R构成的栅极直流偏置电路；由第一电感L1、第二 电感L2和第二电容C2构成的补偿电路，同时此补偿电路和漏极电容Cbypass2共同构成漏 极直流偏置电路；由电感L0和电容C0构成的基波滤波器；由第三电容C3和第四电感L4组 成的输出匹配电路。
[0055] 具体实施中，晶体管Q可选用型号为MRF21010的10W的LDM0S晶体管。当设计的 E类功率放大器的指标为：工作频率为433MHz，漏极偏置电压为20V，输出功率为10W，晶体 管内部的输出电容Cout为10pF。由此，计算得到多余的电容Cex为5. 389pF，电容系数3为 1. 169。取第二参数b的值等于0. 5,计算得出E类功率放大器的补偿电路的参数如下：第 一电感L1为7. 65nH，第二电感L2为28. 4nH，第二电容C2为1. 874pF。
[0056] 如图4所示，在ADS软件中对此补偿电路的功能进行仿真的晶体管漏极的电压和 电流波形。可以很清楚地看出，在时域上，电压和电流波形几乎没有重叠，即设计的E类功 率放大器的效率接近100%。
[0057] 综上所述，本发明实施例通过包括连接晶体管漏接和漏极偏置电源的第一电感； 与第一电感并联连接，并连接于晶体管漏极和第二电容之间的第二电感；连接于第二电感 和漏极偏置电源之间的第二电容，使用分立元件实现补偿电路，因此，在频率较低时减小了 补偿电路中的微带尺寸。
[0058] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0059] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件 来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读 存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种E类功率放大器的补偿电路，其特征在于，包括： 连接晶体管漏接和漏极偏置电源的第一电感； 与所述第一电感并联连接，并连接于所述晶体管漏极和第二电容之间的第二电感； 连接于所述第二电感和所述漏极偏置电源之间的所述第二电容。2. 如权利要求1所述的E类功率放大器的补偿电路，其特征在于，适用于并联型的E类 功率放大器。3. 如权利要求1所述的E类功率放大器的补偿电路，其特征在于，所述第一电感、所述 第二电感和所述第二电容组成的补偿电路等效于基波和二次谐波并联电感。4. 一种E类功率放大器，其特征在于，所述E类功率放大器包括如权利要求1至4任一 项所述的补偿电路。5. 如权利要求4所述的E类功率放大器，其特征在于，所述E类功率放大器还包括晶体 管、输出电容、漏极偏置电源、栅极偏置电源、输入电压、负载电阻、串联滤波电容以及串联 滤波电感，所述晶体管包括输出电容，所述输出电容连接于所述晶体管的漏极和所述晶体 管的源极之间； 所述晶体管的漏极与所述串联滤波电感的第一端连接，所述晶体管的栅极与所述输入 电压的正极连接，所述晶体管的源极与所述负载电阻的第一端和所述漏极偏置电源的负极 连接，所述输入电压的负极与所述栅极偏置电源的正极连接，所述串联滤波电感的第二端 与所述串联滤波电容的第一端连接，所述负载电阻的第二端与所述串联滤波电容的第二端 连接。6. -种权利要求1所述的E类功率放大器的补偿电路的器件参数获取方法，其特征在 于，包括： 确定所述E类功率放大器的设计参数，所述设计参数包括所述E类功率放大器的理论 所需电感值和电容系数，所述电容系数为多余的电容和理论所需电容的比值； 使用下述公式分别计算所述第一电感、所述第二电感和所述第二电容的参数：其中U为所述第一电感的电感值，L2为所述第二电感的电感值，C2为所述第二电容的 电容值，a为第一参数，b为第二参数，L为所述E类功率放大器的理论所需电感值，3为所 述电容系数，为基波的角频率。7. 如权利要求6所述的E类功率放大器的补偿电路的器件参数获取方法，其特征在 于，所述使用下述公式分别计算所述第一电感、所述第二电感和所述第二电容的参数之前 包括： 预设所述第二参数。8.如权利要求7所述的E类功率放大器的补偿电路的器件参数获取方法，其特征在于， 所述第二参数的取值为大于〇. 25且小于1。
【专利摘要】本发明属于功率放大器领域，提供了一种E类功率放大器的补偿电路及其器件参数获取方法。E类功率放大器的补偿电路包括连接晶体管漏接和漏极偏置电源的第一电感；与第一电感并联连接，并连接于晶体管漏极和第二电容之间的第二电感；连接于第二电感和漏极偏置电源之间的第二电容，使用分立元件实现补偿电路。本发明通过所述E类功率放大器的补偿电路及其器件参数获取方法，在频率较低时减小了补偿电路中的微带尺寸。
【IPC分类】H03F3/217
【公开号】CN104953966
【申请号】CN201510334523
【发明人】吴光胜, 马建国, 成千福, 朱守奎, 邬海峰
【申请人】深圳市华讯方舟微电子科技有限公司, 天津大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月16日