[發明專利]功率放大器

在審

• 申請號: 201510334548.4
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104901632A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 張繼宏
• 申請（專利權）人: 成都宜川電子科技有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/20
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明涉及功率控制技術領域，特別是涉及一種功率放大器。

背景技術

功率放大器是無線通信系統中的射頻前端器件，通常用作音頻放大器和射頻放大器，用于產生功率輸出以驅動負載。在射頻應用領域，功率放大器是必要的模塊，在發射信號之前對信號進行放大再耦合至天線。

目前常用的提高功率放大器輸出功率的方法是將功率電路串聯連接，增大總的輸出電壓來提高輸出功率。這種串聯功率合成的功率放大器由數個功率電路串聯堆疊連接而成，之間做功率匹配，使每個功率電路都能獲得最大功率輸出。然而，當工作頻率較高時，這種功率放大器中功率電路的寄生輸入、輸出電容效應明顯，此時，最佳輸出負載并不為純阻性，而是感性阻抗，容易產生因感抗引起的歐姆損耗。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種功率放大器，能夠避免產生由感抗引起的歐姆損耗。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種功率放大器，包括輸入匹配電路、輸出匹配電路、功率放大電路和外圍電路，所述外圍電路包括第一電阻、扼流電感、場效應管，第一電容、第二電容、匹配濾波電路、第二電阻和偏置電路，所述功率放大電路包括多個三極管、多個阻抗匹配電感、多個阻抗匹配電阻、多個阻抗匹配電容和多個獨立電源，所述多個三極管依次串聯連接；所述第一電阻和所述扼流電感串聯連接在系統電源端與所述場效應管的漏極之間，所述場效應管的源極接地，所述第一電容連接在所述輸入匹配電路與所述場效應管的柵極之間，所述偏置電路連接在所述系統電源端與所述場效應管的柵極之間；所述多個三極管中的第一個三極管的基極連接在所述扼流電感與所述場效應管之間，發射極接地，所述多個三極管中的其余三極管的發射極分別與前一個三極管的集電極連接，基極分別通過所述阻抗匹配電感連接至所述獨立電源，且通過串聯連接的阻抗匹配電容和阻抗匹配電阻接地；所述第二電容和所述匹配濾波電路連接在所述多個三極管中的最后一個三極管的集電極與所述輸出匹配電路之間，所述第二電阻連接在所述輸出匹配電路和地之間。

區別于現有技術的情況，本發明的有益效果是：功率放大電路采用多級三極管放大，無需使用電感來實現功率匹配，只需要通過每個三極管基極的阻抗匹配電阻即可實現阻抗變換，從而能夠避免產生由感抗引起的歐姆損耗，可以提高輸出功率。

附圖說明

圖1是本發明實施例功率放大器的原理示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

參見圖1，是本發明實施例功率放大器的原理示意圖。本實施例的功率放大器包括輸入匹配電路、輸出匹配電路、功率放大電路和外圍電路。外圍電路包括第一電阻R1、扼流電感L1、場效應管M，第一電容C1、第二電容C2、匹配濾波電路、第二電阻R2和偏置電路。

功率放大電路包括多個三極管Q、多個阻抗匹配電感L2、多個阻抗匹配電阻R3、多個阻抗匹配電容C3和多個獨立電源E，多個三極管Q依次串聯連接。

第一電阻R1和扼流電感L1串聯連接在系統電源端Vcc與場效應管M的漏極之間，場效應管M的源極接地，第一電容C1連接在輸入匹配電路與場效應管M的柵極之間，偏置電路連接在系統電源端Vcc與場效應管M的柵極之間。

多個三極管Q中的第一個三極管的基極連接在扼流電感L1與場效應管M之間，發射極接地，多個三極管Q中的其余三極管的發射極分別與前一個三極管的集電極連接，基極分別通過阻抗匹配電感L3連接至獨立電源E，且通過串聯連接的阻抗匹配電容C3和阻抗匹配電阻R3接地。

第二電容C2和匹配濾波電路連接在多個三極管Q中的最后一個三極管的集電極與輸出匹配電路之間，第二電阻R2連接在輸出匹配電路和地之間。

其中，本實施例的功率放大器在工作時，偏置電路施加偏置電壓在場效應管M的柵極，該電壓可以設置場效應管M的工作點，使得第一電阻R1上的壓降始終約等于系統電源電壓Vcc的一半，從而場效應管M的輸出信號的直流分量始終約等于系統電源電壓Vcc的一半。