高效率E类射频功率放大器

3.2 交叉耦合结构

为了减小由于电阻ron 引起的损耗，引入了如图7所示的交叉耦合反馈结构。交叉耦合反馈使得晶体管可以在尽量短的时间内完成"开"和"关"状态的变化，功能如图8所示。假设 Vin+为正的高电压、V in-为负电压，Vin +高于开启电压VT， M1工作在可变电阻区，所以Vd+ 的电压为零点几伏，接近零；由于Vin -低于M4的开启电压， M4截止，Vd+作为M3的输入电压，其数值小于M3的开启电压，M3截止，因此加速了M4进入截止区；同时由于V d-的电压接近于Vdd ，Vd-作为M2的输入电压使得M2导通，这同样加速了晶体管M1进入深饱和。Vin+为负电压，V in-为正的高电压的情形类似。
 

4 电路实例

4.1 电路分析

图9是电路实例。为了增大功率增益采用了二级放大结构，M1,M4分别和M5,M8组成第一、二级差分结构；M2,M3分别和M6,M7组成相应的第一、二级交叉耦合正反馈；L1, L2, L3,L4 为激励电感；L5,L6 ,C1组成谐振与信号频率的谐振电路； RL为负载电阻。
 

4.2 参数选择

本电路采用的是0.6μm工艺。M1,M2,M3 ,M4：W=1680μm，L=0.6μm；M5,M8：W =6172μm，L=0.6μm；M6,M7：W=8230μm， L=0.6μm。L1,L2 , L3 ,L4为0.37nH；L5 ,L6 为0.8 nH；C1=5.1pF；RL =50W。

4.3 模拟结果

PSPICE上模拟得到：在1.75GHz，V dd=1.5V时，效率为70%，附加功率增益为45%，增益为10，带宽为560MHz。其结果由图10，图11，图12示出。
 

5 结论
根据理论分析和模拟结果知道，采用差分和交叉耦合反馈的结构可以提高E类放大器的效率，同时保证了一定功率增益和带宽。在集成电路中高 Q的电感有很重要的作用，所以最好在芯片上做成螺旋电感，确保电路中的电感值为最优值。