A High Efficiency Doherty Power Amplifier for TV Band Applications

This paper presents a high efficiency Doherty power amplifier suitable for TV band applications. A class AB power amplifier is firstly implemented using a commercial GaN HEMT from Cree Incorporation, achieving a high power-added-efficiency of 77.78% and a 40.593 dBm output power with an associated gain of 21.65 dB. The Doherty amplifier has then been designed following the previous class AB scheme for the main amplifier and a class C scheme for the peak one. This amplifier attained a high power-added-efficiency of 81.94%, a 42.77 dBm output power, an associated gain of 21.32 dB, and an operating frequency bandwidth between 550 and 1000 MHz (58.06% fractional bandwidth) which made it suitable for TV band applications.

一种低功耗高性能AB类运算放大器的设计

为了解决传统运算放大器在物联网系统等低功耗应用中转换速率较低和增益带宽积较小的问题,设计了一种新型的AB类运算放大器。提出了基于差分对管的电流复用技术,将输入晶体管产生的差分电流再次利用,提高了电路的输出电流,获得了更高的转换速率、增益带宽积和直流增益。此外,结合了基于自适应偏置电路的AB类输入级和局部共模反馈电路,使得运算放大器输出级的动态电流摆脱了静态电流的限制,以较小的静态电流获得了较大的动态电流,进一步提升了电路的关键性能参数。基于180 nm CMOS工艺,对运算放大器进行设计和验证。仿真结果表明:在70 pF的负载电容下,正负转换速率分别为23.55 V/μs和-31.47 V/μs,增益带宽积为2.38 MHz,直流增益为63 dB,静态功耗仅为23μW。与传统的AB类运算放大器相比,所提出的电路在实现低功耗的同时具有更高的转换速率、增益带宽积和直流增益,适用于模数转换器和电源管理等低功耗电路系统。

高线性度CMOS射频AB类功率放大器设计

CMOS射频AB类功率放大器广泛应用于单片集成无线芯片内.采用恒定最大电流的方法对其效率进行分析,采用归一化输入电压的方法对其线性度进行分析.利用AB类功率放大器系统增益的非线性与CMOS跨导非线性相互补偿,提高了CMOS射频AB类放大器的线性度.基于TSMC 0.18μm CMOS混合信号工艺,设计了一款两级射频AB类功率放大器.该射频功率放大器差动输入,单端输出,工作频段为804~940MHz,工作电压为3V.仿真指标为:增益为11dB,输出1dB压缩点为17.2dBm,OIP3为18.2dBm,附加效率为37%.

AB类功率放大器的设计与仿真研究

在比较A类、B类、C类和介于A类、B类中间的AB类四类功放电路各自优缺点的基础上,提出功率放大器工作点的选取以及通过阻抗匹配来实现高效率的方法。讨论了放大器输入回路阻抗变换电路、晶体管放大电路以及输出回路阻抗变换电路的设计思想,运用电报方程从理论上推导出用于信号源和晶体管之间阻抗变换的传输线变压器输入输出阻抗计算公式,由此设计出模拟信号处理电路中非常重要的AB类高功率放大器。仿真和实验结果表明,放大器在1 MH z^50 MH z的范围内,输入0.1W时输出为1W,其增益达到10 dB,并且失真率非常低。

AB类功率放大器驱动电路的研究与设计

功率放大器是无线系统的重要组成部分,驱动电路是任何一类功放都必不可少的。各类功放的设计已有大量的文献发表,但只有较少的专利和文献涉及驱动电路的设计。AB类功率放大器是目前应用比较多的一种,因此AB类功放驱动电路的研究具有重要意义。针对MOS管的BSIM3模型,提出和分析了AB类经典功放的多种驱动电路方案,最后用HSpice对每个所设计的驱动电路进行了精确的仿真,验证了其可行性及正确性。

一种高压摆率低电压CMOS AB类放大器的设计

为了增加单位增益频率与压摆率,并能够工作在低电源电压下,同时降低偏置电流,提出了一种改进的基于0.18μm CMOS工艺的AB类放大器,其采用多级放大器结构,第一级为具有电流镜负载的NMOS差分对,第二反相级由共源放大器实现,第三极为AB类放大器,其能够在±500 m V电源下工作.电路仿真结果显示该放大器相位裕度为87°;总补偿电容为5 p F,与传统放大器相比减少了50%;单位增益频率为21.17 MHz,比传统放大器增大约10倍;压摆率为7.5和8.57 V/μs,与传统电路相比,分别增加了2.8倍和2.6倍.此外,与其他文献相比,该放大器具有较大的单位增益带宽和压摆率以及较小的功耗.

具有温控保护的低谐波失真AB类音频功放

设计了一款应用于电视机、PC音响等系统的AB类四通道音频功率放大器。实现最低谐波失真为0．148％。同时提出了一种新型BE结负温反馈温度监控保护电路。在电路中设置温度传感器，当芯片温度高于150℃或局部温度高于180℃时，关断功率输出级2．8ms。使用先进3μm高压双极型工艺进行版图设计并成功流片。对芯片实测显示，此功放可提供1～50W的功率输出，输出效率达到35％，总谐波失真小于1％。

基于Volterra级数快速设计AB类射频功放偏置电路

AB类是兼顾射频功率放大器线性度和效率的一种偏置类型,偏置电路对AB类功率放大器的性能有很大影响。为达到最优性能,通常偏置电路的参数需要通过多次试验来确定。本文提出了一种基于Volterra级数的优化设计方法,该方法利用Volterra级数和基尔霍夫电流定律(KCL),可以计算出兼顾放大器效率和线性的最佳输入偏置。由此可以在设计过程中快速确定最佳偏置参数,从而简化了设计和调测的过程。流片测试结果验证了这种设计方法的有效性。

基于ADS的27.12 MHz功率放大器研究与设计

使用Advanced Design System(ADS)软件对功率器件SD2931-10进行直流扫描、稳定性分析、负载牵引与源牵引仿真,以确定射频功率放大器工作在AB类时的静态工作点,从而改善其稳定性,并获得最佳的输入、输出阻抗。同时利用Smith Chart工具建立L型输入、输出匹配电路,并通过谐波平衡仿真来验证电路的性能参数。在此基础上,设计了功率放大器的基本电路单元,并根据二端口网络并联原理确定功率放大器的拓扑结构,从而设计出相应的功率合成电路,使其实现了最高2000 W的功率输出。

一种平衡AB类功率放大器的设计

设计优化了一种平衡AB类功率放大器。利用ADS软件和Freescale公司提供的芯片模型,进行了功放的偏置电路和匹配电路的设计仿真。对放大器进行了优化仿真,在仿真中分析了平衡AB类放大器线性度、效率、增益、1 dB压缩点、邻信道功率比ACPR等参量结果。并将其与单管AB类放大器作比较,分析了平衡AB类放大器的优势。

音频功放芯片中AB类输出运放的设计

采用0．6μmDPDM工艺，设计出一款在静态功耗、失调电压、输出摆幅、输出功率、THD、速度和带宽等各方面性能都比较优良的AB类CMOS输出运算放大器，其主要应用于音频功放芯片。采用推挽式功率管输出，其主体部分采用折叠式共源共栅差分电路结构，偏置部分采用外部电流源供电，并使用共源共栅电流镜结构。供电电压为3～5V，在5V下的静态功耗为6mW。能驱动32Ω耳机，其最大输出功率是90mW。仿真结果表明，电路性能优良。

AB类LDMOS基站大功率放大器设计

功率放大器在现代无线通信系统中有着重要作用,AB类功率放大器因其能够平衡效率与线性度的关系被广泛研究使用;LDMOS晶体管因其优异的工作性能,是目前多种射频功率应用中主流的技术之一。采用LDMOS晶体管设计了一款工作频段在2.11~2.17 GHz的AB类功率放大器,完成了匹配电路的设计,在工作频段内S11<-10 d B,S21>18.7 d B,最大线性输出功率P1d B>51 d Bm,其相应的漏极效率在59%以上;从P1d B点回退6.5 d B点的漏极效率大于31%,上三阶交调为-35.9 d Bc,下三阶交调为-35.6 d Bc。仿真结果表明,设计的功率放大器可满足实际基站的应用需求。

一种静态电流精确可控的AB类运算放大器

针对传统A类两级运算放大器摆率受限的情况,提出了一种新型的AB类两级CMOS运算放大器。仅通过增加一个电阻和电容,就实现了传统A类运算放大器向AB类运算放大器的转变,以及对输出级静态电流的精确控制,极大地改善了摆率,并且不会增加额外的功耗。新的频率补偿方法在保证系统稳定的同时大大增加了单位增益带宽,同时避免了传统补偿所带来的缺点。仿真结果表明,与传统的A类运算放大器相比,提出的AB类运算放大器的正负摆率分别提高到原来的35倍和2.2倍,单位增益带宽提高到原来的5倍。

一种低功耗多模式AB类音频放大器的设计

音频放大器需要兼容耳机和扬声器2种模式,当AB类音频放大器工作在耳机模式时,主运放关断,仅使用从运放驱动耳机负载,可有效降低放大器的功耗。改进后的AB类音频放大器扬声器模式输出功率为3 W,耳机模式静态功耗为32.5 m W,全模式总谐波失真(THD)为0.02%,失真率低、音效品质高。芯片新增了过流保护模块,能够适应不同的负载环境,在小型电子设备中具有良好的应用前景。

低压低功耗运算放大器结构设计技术

低电压、低功耗、动态摆幅达到轨到轨(Rail-to-Rail)的运放是实现SOC设计的核心,而相关的输入输出模块是其中的关键技术。本文分析了两种分别工作于弱反型区和强反型区的恒跨导Rail-to-Rail输入级,同时给出了低压和极低压下两种AB类控制输出级的实现方案,并对各方案进行了比较和总结。

高精度线性功率电压源的研制

为满足电能质量分析、仪器校验和产品测试的需要,设计并实现了一种精密的线性功率电压信号源。以MSP430单片机为控制核心,通过直接频率合成技术(DDS)产生需要的正弦波,功率放大部分采用改进型AB类互补对称功放电路,使信号源具有很高的线性度和较大的输出容量。采用16位高精度A/D、D/A转换器并配合模拟乘法器实现闭环反馈,结合数字PID算法进行控制,保证输出电压的高精度。试验结果表明,该电压源稳定度高、带负载能力强,具有较高的实用价值。

一种低压低功耗CMOS ULSI运算放大器单元

基于新型的折叠电流镜负载PMOS差分输入级拓扑、轨至轨(Rail-to-Rail)AB类低压CMOS推挽输出级模型、低压低功耗LV/LP技术和Cadence平台的实验设计与模拟仿真,采用2μmP阱硅栅CMOS标准工艺,得到了一种具有VT=±0.7V、电源电压1.1～1.5V、静态功耗典型值330μW、75dB开环增益和945kHz单位增益带宽的LV/LP运算放大器。该器件可应用于ULSI库单元及其相关技术领域,其实践有助于CMOS低压低功耗集成电路技术的进一步发展。

一种低压低功耗CMOS折叠-共源共栅运算放大器的设计

设计了一种低压低功耗CMOS折叠-共源共栅运算放大器。该运放的输入级采用折叠-共源共栅结构,可以优化输入共模范围,提高增益;由于采用AB类推挽输出级,实现了全摆幅输出,并且大大降低了功耗。采用TSMC 0.18μmCMOS工艺,基于BSIM3V3 Spice模型,用HSpice对整个电路进行仿真,结果表明:与传统结构相比,此结构在保证增益、带宽等放大器重要指标的基础上,功耗有了显著的降低,非常适合于低压低功耗应用。目前,该放大器已应用于14位∑-Δ模/数转换电路的设计中。

一种甲乙类水声功率放大器设计

水声功率放大器是声呐发射机的重要组成部分,用来提高输出功率,驱动换能器向水中辐射足够能量的声信号。水声功放与换能器之间的阻抗匹配包括变阻匹配和调谐匹配两方面,通过阻抗匹配可以将换能器的阻值调整到一个适当的值,使得功放输出的电压和电流利用系数最高。设计了一部甲乙类水声功率放大器,并与某型换能器完成了匹配,最大功率可达170 W。

InGaP/GaAs HBT微波功率放大器的设计

采用模拟退火算法提取出异质结双极晶体管器件的大信号 Gum mel- Poon模型参数 ,利用所提取出的模型参数设计出具有很低静态功耗的 190 0 MHz两级 AB类功率放大器 .该功放的功率增益为 2 6 d B,1d B压缩点输出功率为 2 8d Bm,对应的功率附加效率和邻近信道功率比分别为 38.8%、- 30 .5 d Bc,1d B压缩点处的各阶谐波功率均小于 - 4 0 d Bc.