分析一下宽带功率放大器的设计需求

　　宽带功率放大器的设计者需要满足多种设计需求，例如，对许多应用来说，宽带放大器需要足够的线性，且在谐波频率处是全反射的。此外，对于雷达，军用发射机等非广播电视的应用来讲，放大器还必须能够承受输出端巨大的失配，这些通常是连接天线的特性，终端负载，待测设备本身的反射等原因造成的。对于这些应用，放大器的强健性，也就是说不易损坏就变得异常重要了。由于放大器损坏导致的不可测量，就意味着工程会面临严重且昂贵的延误，甚至实验室的收益也会受到损失等。

　　从商业的角度来讲，不论是初始投资还是以后的运行成本都是非常重要的。因此，高的可靠性以及易维护性就是达到这些目标的关键因素。此外，对于超大功率的宽带放大器来说，为了降低运转费用，还需要尽可能的提高功率效率。本文的第二部分将对此进行详细讨论。

　　当为某一个特定应用寻找放大器的时候，重要的是能都解释清楚数据表中的各个参数，不同的功放制造商定义功放参数的方式是不一样的。第三部分将建议如何读懂这参数并如何对比。

　　2、宽带功率放大器设计的挑战

　　设计高功率宽带放大器时，工程师需要对带宽，增益，输出功率以及在各种幅度和相位条件下失配的行为特性，线性度，谐波特性，功率效率等进行综合考虑，并从中找出重要的优先考虑的指标。

　　这些指标大多是相互影响的，对于给定的晶体管类型来说，设计的带宽增加，能够得到的输出功率就会减小。更加具有挑战性的是，为了达到更大的输出功率，匹配网络以及相应的功分电路，功率合成电路就会变得更加困难。同时，功放管的使用寿命非常依赖于放大器的散热设计和功放管外围的保护电路。

　　对于A类放大器，晶体管通常偏置在一个较大的静态电流上，这样可以得到一个非常线性的放大特性，但是却要承受差的功率效率，并对晶体管带来很大的散热压力。AB类放大器相比A类放大器具有低的静态偏置电流，同样可以得到很好的线性特性，以及好得多的功率效率，晶体管的散热压力得到减小。通常都采用推挽结构来进行电路设计。

　　为了更好的理解热应力对晶体管使用寿命的影响，我们可以以典型LDMOS晶体管的结温行为特性来说明，如图1所示。根据经验所说，结温降低10度，晶体管寿命可以增加一倍。如果使用GaN晶体管，结温的降低对寿命有更大的好处。

　　现在的功放管可以提供更大的RF功率密度，能够实现更加紧凑尺寸更小的放大器，设计的关键就变成了如何设计更加的热沉来处理功放管耗散出来的大量热能。对于A类放大器来说，这通常是难以实现的，需要更多的晶体管，并降低每个晶体管的大功率输出，来处理散热难题。即使这样，A类放大器在没有射频输入的情况下，仍然具有很高的结温，原因在于它们具有很大的静态偏置电流，当散热设计处理不好时，使用寿命就会大大减少。