Doherty技术在基站放大器改善效率中的应用

1、内部资料，注意保密Doherty技术在基站放大器改善效率中的应用V1.0认证测试工程师培训教材林惠帆译目 录 Table of Contents术语4摘要8第一章介绍81、前言82、科研目的83、文章架构9第二章射频功率放大器 101、功放管类型的选择 10a) A 类10b) B 类11c) AB 类12d) C 类13e) 其他高效率类型 132、放大器的特性 13a) 线性度13b) 线性的测量13c) 1dB压缩点14d) 互调失真14e) 三阶截止点15f) 效率16g) 噪声163、LDMOS 功放管164、结论17第三章Doherty功率放大器 181、介绍182、Doherty

2、功放的历史 193、采用真空管的典型 DPA 194、现代的 Doherty 功放 205、负载牵弓丨技术 216、四分之一波长传输线 227、特性阻抗的计算238、工作原理25a) 第一阶段26b) 第二阶段27c) 第三阶段289、Doherty结构的性能 2810、优缺点2911、结论30第四章设计与实现311、前言312、WCDMA指标313、设计结构314、类型的选择325、设计过程33a) 设计功放管的通路 33b) 直流分析33c) 优化负载阻抗的方法 34d) 输入和输出匹配 35e) 偏压36f) 设计输出合路器 366、设计的实现387、结论38第五章仿真和优化391、前言

3、392、Doherty 功放 I 39a) 单音信号的仿真结果 39b) 双音信号的仿真结果 423、Doherty n( B 类+ C 类)444、Doherty 结构的比较 465、负载调制的重要性 476、DPA中主管偏压的影响 497、DPA副管偏压的影响 508、结论52第六章总结和结论 531、总结532、结论533、未来的趋势53評和上宜玄已百右蟻四k丄“冬测-2.污MX梅 A ,'： ?-汁山二打呷 堪.Esra vcicoczli irw; c om术语3G Third Gen erati on Cellular SystemsACI Adjace nt Channe

4、l In terfere neeACPR Adjaee nt Cha nnel Power RatioBPSK Binary Phase Shift Keyi ngCDMA Code Divisio n Multiple AccessDPA Doherty Power AmplifierEER En velope Elim in ati on and Restorati onQAM Quadrature Amplitude ModulationEVM Error Vector Mag ni tudeGMSK Gaussia n Mi nimum Shift Keyi ngGSM Global

5、System for Mobile Com mun icati onsIIP3 Third Order In tercept Poi ntLDMOS Laterally Diffused Metal Oxide Semico nductorLINC Lin ear Amplificatio n Using No n-lin ear CoOIP3 Output In tercept Poi ntPAE Power Added Efficie ncyQPSK Quadrature Phase Shift Keyi ngWCDMA Wideba nd Code Divisio n Multiple

6、AccessCds-漏-源电容Cdu-漏-衬底电容Cgd-栅-源电容Cgs-漏-源电容Ciss-栅短路共源输入电容Coss-栅短路共源输出电容Crss-栅短路共源反向传输电容D-占空比（占空系数，外电路参数）di/dt-电流上升率（外电路参数）dv/dt- 电压上升率（外电路参数）ID-漏极电流（直流）IDM-漏极脉冲电流ID（o n）- 通态漏极电流IDQ-静态漏极电流（射频功率管）IDS-漏源电流IDSM-最大漏源电流IDSS-栅-源短路时，漏极电流IDS（sat）-沟道饱和电流（漏源饱和电流）IG-栅极电流（直流）IGF-正向栅电流IGR-反向栅电流IGDO-源极开路时，截止栅电流IGS

7、O-漏极开路时，截止栅电流IGM-栅极脉冲电流IGP-栅极峰值电流IF-二极管正向电流IGSS-漏极短路时截止栅电流IDSS1-对管第一管漏源饱和电流IDSS2-对管第二管漏源饱和电流Iu-衬底电流Ipr-电流脉冲峰值（外电路参数）gfs- 正向跨导Gp-功率增益Gps-共源极中和高频功率增益GpG-共栅极中和高频功率增益GPD-共漏极中和高频功率增益 ggd-栅漏电导gds-漏源电导K-失调电压温度系数Ku-传输系数L-负载电感(外电路参数)LD-漏极电感Ls-源极电感rDS-漏源电阻rDS(o n)-漏源通态电阻 rDS(of)-漏源断态电阻rGD-栅漏电阻 rGS-栅源电阻Rg-栅极外接

8、电阻(外电路参数)RL-负载电阻(外电路参数)R(th)jc-结壳热阻R(th)ja-结环热阻PD-漏极耗散功率PDM-漏极最大允许耗散功率PIN-输入功率POUT-输出功率PPK-脉冲功率峰值(外电路参数)to(o n)-开通延迟时间td(off)-关断延迟时间ti- 上升时间ton-开通时间toff- 关断时间tf- 下降时间trr-反向恢复时间Tj-结温Tjm-最大允许结温Ta-环境温度Tc-管壳温度Tstg-贮成温度VDS-漏源电压（直流）VGS-栅源电压（直流）VGSF-正向栅源电压（直流）VGSR-反向栅源电压（直流）VDD-漏极（直流）电源电压（外电路参数）VGG-栅极（直流）电

9、源电压（外电路参数）Vss-源极（直流）电源电压（外电路参数）VGS（th）-开启电压或阀电压V（ BR DSS-漏源击穿电压V（ BR GSS-漏源短路时栅源击穿电压VDS（on）-漏源通态电压VDS（sat）-漏源饱和电压VGD-栅漏电压（直流）Vsu-源衬底电压（直流）VDu-漏衬底电压（直流）VGu-栅衬底电压（直流）Zo-驱动源内阻n -漏极效率（射频功率管）Vn-噪声电压alD-漏极电流温度系数 ards-漏源电阻温度系数摘要在无线通讯系统中放大器属于典型的高功耗子系统。在当今频谱资源有限的时代，日新月异的技术要求以最小的频谱量来完成最大量的数据通信，而这需要先进的调制技术来覆盖更

10、广的范围和更高的动态线性。虽然已实现了线性功放，但往往其成本比较高，在现代无线通讯应用中，例如WCDM使用的带高峰均比的非衡定量包络调制技术。线性已成为一个关键指标，在这方面的应用上放大器得工作在饱和状态的功 率回退区域。所以，为了克服供电电源寿命的限制，设计一种能够在宽频输入电平内保持高效率的功放已 成为首选的解决方案。A类或AB类。Doherty技术采用了 2个并6dB后的额外效率。功放管类型的选择（A4章中提出了 2.14GHz Doherty功放的设计。本文探讨了一种改善线性功放宽带输出中的漏级效率技术如 联的放大管，这种组合方法提高了主功放在最大输出功率回退 类、AB类、B类或C类等

11、）及设计技术在本文做了介绍。在第 这项技术在压缩点回退 6dB后将额外效率提升了 15%这类功放可应用于 WCDM的发射站中。第一章介绍1、前言在当今如IS-95，CDMA-2000大多数应用中，功放的高效率和线性度已成为最重要的指标，但这两项指 标在功放设计中互相冲突，在当今日新月异的设计技术中如何在宽频范围内保持高效率成为设计功放中最 具挑战性的任务。在当今频谱资源有限的时代，要求以最小的频谱使用量来完成最大量的数据通信，这需要先进的调制 技术来覆盖更广的范围和更高的动态线性。虽已实现了线性功放，但往往其成本比较高。在现代无线通讯标准中为了达到高数据传输率和频谱效率，通常会应用到非恒定量包络调制技术 如QPSK为了满足在发射动态范围中的线性度，运用于此系