高效率DE类功率放大器的研究.pdf

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10422学号：

-；紫办孑硕士学位论文论文题目：

作者学院专业指导合作姓名名称名称教师导师沙l年多月加El尹总，-镡1胛纩曩腕01，臣勿h矿胁装伽大7纵哆，彩1个灰么唾枷，磊彳么，、徽，朝砷原创性声明本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

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本声明的法律责任由本人承担。

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函l墨导师签名：

山东大学硕士学位论文342电路分析42343MOSFET寄生电容的等效电容4435小结。

47第四章DE类功率放大器的设计4841SPICE仿真程序简介4842晶体管的选择4843晶体管的直流特性5044DE类功率放大器的设计。

5144与其他开关型功率放大器的比较一53441D类功率放大器53442E类功率放大器5645考虑非线性电容的DE类功率放大器的设计5746，J、结61第五章总结与展望62参考文献64致谢69攻读学位期间发表的学术论文7011山东大学硕士学位论文CONTENTSABSTRACT（inChinese）1ABSTRACT3IndexofAbbreviations5Chapter1Introduction711ResearchBackground712ResearchStatusofPA713PaperWorkandStructuralArrangement9Chapter2TheoreticalBasisofPA1121PADevices1122MainPerformanceParametersofPA12221OutputPower12222EfIiciency12223Linearity132：

；ClassificationofPA142：

；1TraditionalPA14232SwitchingModePA2124DifferencebetweenPAandSmallSignalAmplifier2925Summary29Chapter3AnalysisofClassDEPA3031OverviewofClassDEPA3032CircuitAnalysisofClassDEPA3133LoadNetworkComponentsofClassDEPA3834AnalysisofNonlinearShuntCapacitanceonClassDEPA41：

；41IdealizedAssumptions41山东大学硕士学位论文：

；42CircuitAnalysis42343EquivalentCapacitanceofMOSFETParasiticCapacitance4435Summary47Chapter4DesignofClassDEPA4841IntroductionofSPICESimulationProgram4842ChoiceofTransistors4843DCCharacteristicoftheTransistor5044DesignofClassDEPA：

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；144Compared、忻tllOtherSwichingModePA53441ClassDPA一!

i：

；442ClassEPA!

；645DesignofClassDEPAmcludingNoIllinearCapacitance5746Summary61Chapter5SummaryandOutlook62References64Acknowledgements69ListofPublications70IV山东大学硕士学位论文中文摘要功率放大器广泛应用于各种通信系统中，论文所研究的功率放大器主要是针对于随钻电磁波测井电路中的应用。

功率放大器是随钻电磁波测井设备中发射器的重要组成部分，研究和开发适合井下复杂环境的高效率功率放大器无疑对提高随钻电磁波测井设备的性能有重要意义。

传统的功率放大器，如A类、B类、C类功率放大器，经过几十年的发展，各种技术已趋于成熟，但是由于这些功率放大器效率的提高是以减小功率晶体管导通角和加大激励功率为代价的，从电路原理上就限制了其效率进一步的提高。

相对于传统的线性功率放大器，D类、E类、DE类等开关型功率放大器具有更高的效率。

开关型功率放大器克服了传统线性功率放大器的缺点，使功率晶体管工作在开关状态，在任意时刻，功率晶体管内部的电压与电流的乘积很小，甚至趋于零，以此原理来降低功率晶体管损耗，提高功率放大器效率。

论文的主要工作是进行高效率DE类功率放大器的研究。

DE类功率放大器综合了D类和E类功率放大器的优点，继承了开关型功率放大器高效率的特点，又同时避免了D类和E类功率放大器的缺点，不会在功率晶体管内部同时出现电压和电流，对功率晶体管的最大工作电流和耐压性也无过高要求。

论文首先对功率放大器的功率器件、性能指标、功率放大器常见类型作了介绍，然后详细分析了DE类功率放大器的特点、电路性能、元件取值等问题，并对非线性并联电容对DE类功率放大器的影响作了分析，最后使用SPICE仿真程序对DE类功率放大器进行了验证，仿真结果证实了分析的正确性。

论文对DE类功率放大器的研究工作可以概括为以下几点：

（1）详细分析了DE类功率放大器，给出了DE类功率放大器的基本电路图，等效电路图；从电路结构入手，分析了DE类功率放大器的电路特性，得到了电路各点电流电压的取值和波形图，推导出了DE类功率放大器各元件的取值公式，为DE类功率放大器的设计提供了方便。

山东大学硕士学位论文

（2）针对非线性并联电容对DE类功率放大器的影响做出了分析。

首先说明了分析MOSFET寄生电容的必要性，然后通过理论分析，给出了DE类功率放大器在驱动信号占空比D=025，在任意梯度系数m下，由外部线性电容和MOSFET寄生输出电容共同构成的并联电容的分析表达式，分析得到了MOSFET寄生输出电容的等效电容表达式，通过使用等效电容表达式，可以轻松获得包含MOSFET寄生输出电容的并联电容的取值，提高了DE类功率放大器设计精度，保证了DE类功率放大器高效率的特点。

（3）使用SPICE仿真程序对DE类功率放大器进行了仿真分析，并与D类、E类功率放大器的仿真结果进行了对比，仿真结果验证了DE类功率放大器的优势所在；对考虑非线性电容的DE类功率放大器进行了仿真，验证了理论分析的正确性，有效提高了DE类功率放大器的工作效率。

随着无线通信技术的发展，对功率放大器性能的要求日益提高，DE类功率放大器由于其自身结构所形成的高效率的优势，使得DE类功率放大器还有更高的研究价值和广泛的研究空间。

2关键词：

DE类功率放大器；高效率；非线性并联电容山东大学硕士学位论文ABSTRACTPoweramplifieriswidelyusedinallkindsofcommunicationsystems，andthestudyofpoweramplifierofthispaperismainlyusedintheelectromagneticwaveloggingwhiledrillingequipmentPoweramplifierisoneofimportantcomponentsofthetransmitterofelectromagneticwaveloggingwhiledrillingequipment，itissignificanttoresearchanddevelopakindofhighefficiencypoweramplifiertoimproveelectromagneticwaveloggingwhiledrillingequipmentperformanceforthecomplexenvironmentinthedownholeThetraditionalpoweramplifier,suchasclassA，classB，andclassCpoweramplifier,afterdecadesofdevelopment，hasbecomematu