射頻放大器中的RF是“射頻"的縮寫,指的是收音機(jī)、智能手機(jī)等移動無線通信中使用的高頻,因此射頻放大器是指高頻功率放大器。
一般放大器具有放大輸入電壓或電流并輸出的功能,但射頻放大器不具有此功能,而是利用直流偏置將高頻功率轉(zhuǎn)換為輸入功率信號,
從而可以通過增益進(jìn)行放大。因此,直流偏置電源可以相對較高的效率用于高頻功率放大,而沒有任何損失。
還需要注意的是,所需的電氣特性,即放大器的類型,將根據(jù)射頻放大器用作接收電路還是發(fā)射電路而有所不同。
射頻放大器的特點(diǎn)是能夠無損耗地將直流功率放大并轉(zhuǎn)換為高頻功率,使其成為高效的射頻放大器。根據(jù)其用于接收電路還是發(fā)射電路,
類型有所不同。
射頻放大器的應(yīng)用
用于通信的高頻電路分為接收和發(fā)送模塊,RF放大器的類型通常根據(jù)其用于接收還是發(fā)送而有所不同。
發(fā)射端使用的射頻放大器稱為功率放大器(PA),它需要很高的放大程度。由于它們處理大量功率,
因此從通過抑制發(fā)熱和降低電池功耗來維持可靠性的角度來看,低功耗(即高放大器效率)很重要。此外,根據(jù)應(yīng)用,需要足夠的線性度,
以便放大器本身不會使信號失真。
另一方面,用于接收的射頻放大器稱為低噪聲放大器(LNA)。其特點(diǎn)是放大器本身產(chǎn)生的低噪聲(NF),以防止信號被噪聲淹沒,
提高通信過程中的接收靈敏度,保持通信質(zhì)量。
射頻放大器原理
作為RF放大器的半導(dǎo)體元件,使用Si基MOSFET 、 SiGe等雙極晶體管、以及使用GaAs、GaN等晶體的HBT、HEMT等化合物半導(dǎo)體。
根據(jù)射頻放大器的各種特性(例如最大輸出功率、增益、效率、線性度和噪聲系數(shù))選擇最佳半導(dǎo)體元件非常重要。
根據(jù) RF 頻率,稱為截止頻率 (fT) 的頻率響應(yīng)可能不夠充分,并且可能無法獲得足夠的放大。因此,
由半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)決定的單頻特性是配置RF放大器時(shí)極其重要的因素。
放大器的特性是通過向放大器器件施加所需的 DC(直流)偏置并優(yōu)化設(shè)置放大器的輸入和輸出負(fù)載線來確定的。此時(shí),
重要的是設(shè)置基波頻率的阻抗以及諧波阻抗,并結(jié)合偏置的施加方式,可以實(shí)現(xiàn)各種操作等級(A類、C類、F類等)。被設(shè)置
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