認識射頻功率放大器RFPA
最大輸出功率。這個指標決定著放大器的“容量”。對于“大的系統(tǒng)”來說,希望他們在犧牲一定的增益的情況下能夠輸出更大的功率。
效率。放大器都要消耗一定“能量”,還實現(xiàn)一定的“貢獻”。其貢獻與消耗之比,即為放大器的效率。能夠貢獻更多消耗更少,就是好的放大器。
線性。線性所表征的是放大器對于大量輸入進行正確的反應(yīng)。線性的惡化表示放大器在過量的輸入的狀態(tài)下將輸入“畸變”或“扭曲”。好的放大器不應(yīng)該表現(xiàn)出這種“畸形”的性質(zhì)。
放大器有不同類型,簡化之,放大器的電路可以由以下幾個部分組成:晶體管、偏置及穩(wěn)定電路、輸入輸出匹配電路
1、晶體管
晶體管有很多種,包括當(dāng)前還有多種結(jié)構(gòu)的晶體管被發(fā)明出來。本質(zhì)上,晶體管的工作都是表現(xiàn)為一個受控的電流源或電壓源,其工作機制是將不含內(nèi)容的直流的能量轉(zhuǎn)化為“有用的”輸出。直流能量乃是從外界獲得,晶體管加以消耗,并轉(zhuǎn)化成有用的成分。一個晶體管,我們可以視之為“一個單位”。不同的晶體管不同的“能力”,例如其承受功率的能力有區(qū)別,這也是因為其能獲取的直流能量的能力不同所致;例如其反應(yīng)速度不同,這決定它能工作在多寬多高的頻帶上;例如其面向輸入、輸出端的阻抗不同,及對外的反應(yīng)能力不同,這決定了給它匹配的難易程度。
2、偏置及穩(wěn)定電路
偏置和穩(wěn)定電路是兩種不同的電路,但因為他們往往很難區(qū)分,且設(shè)計目標趨同,所以可以放在一起討論。
晶體管的工作需要在一定的偏置條件下,我們稱之為靜態(tài)工作點。這是晶體管立足的根本,是它自身的“定位”。每個晶體管都給自己進行了一定的定位,其定位不同將決定了它自身的工作模式,在不同的定位上也存在著不同的性能表現(xiàn)。有寫定位點上起伏較小,適合于小信號工作;有些定位點上起伏較大,適合于大功率輸出;有些定位點上索取較少,釋放純粹,適合于低噪聲工作;有些定位點,晶體管總是在飽和和截至之間徘徊,處于開關(guān)狀態(tài)。一個恰當(dāng)?shù)钠命c,是正常工作的礎(chǔ)。
穩(wěn)定電路一定要在匹配電路之前,因為晶體管需要將穩(wěn)定電路作為自身的一部分存在,再與外界接觸。在外界看來,加上穩(wěn)定電路的晶體管,是一個“全新的”晶體管。它做出一定的“犧牲”,獲得了穩(wěn)定性。穩(wěn)定電路的機制能夠保證晶體管順利而穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。
3、輸入輸出匹配電路
匹配電路的目的是在選擇一種接受的方式。對于那些想提供更大增益的晶體管來說,其途徑是全盤的接受和輸出。這意味著通過匹配電路這一個接口,不同的晶體管之間溝通更加順暢,對于不同種的放大器類型來說,匹配電路并不是只有“全盤接受”一種設(shè)計方法。一些直流小、根基淺的小型管,更愿意在接受的時候做一定的阻擋,來獲取更好的噪聲性能,然而不能阻擋過了頭,否則會影響其貢獻。而對于一些巨型功率管,則需要在輸出時謹小慎微,因為他們更不穩(wěn)定,同時,一定的保留有助于他們發(fā)揮出更多的“不扭曲的”能量。
每一個晶體管都是潛在不穩(wěn)定的。好的穩(wěn)定電路能夠和晶體管融合在一起,形成一種“可持續(xù)工作”的模式。穩(wěn)定電路的實現(xiàn)方式可劃分為兩種:窄帶的和寬帶的。
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