高效率低谐波失真E类射频功率放大器的设计

　　仿真结果与分析

　　本电路采用0.35μm SiGe BiCMOS的工艺进行仿真，因为SiGe晶体管具有较高的截止频率，符合工作频率在1.8GHz的要求。此外，它与CMOS工艺有很好的兼容性，可以实现高集成度的芯片。

　　在Cadence上通过SpectreRF工具仿真后，得到输出功率和附加功率效率（PAE）随频率变化曲线（如图3所示）。当电源电压为1.5V，在1.8GHz时，PAE达到最大值45.4%，漏极效率也达到最大值的66.2%，此时的输出功率为26dBm。

　　图3 PAE和输出功率随频率变化曲线

　　由图4还可看出，偶次谐波在输出端中并不占主导地位，它被大大的削弱了，相比单端口功率放大器，该器件在谐波失真方面有较大的改善。当输入频率为1.8GHz，电源的输出电流如图5所示，通过计算可以得到电源的输出功率为595.5mW。图6所示为漏极电压VD经过调谐网络后保留下的基次波部分波形，由此可以计算得到负载（50Ω）上的功率为394mW。

　　图4 输出端谐波

　　图5 电源电流

　　图6 输出电压波形