PageIPageIPageIXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文作者：學(xué)號(hào)：系：信息工程系專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)題目：功率放大器的設(shè)計(jì)與版圖繪制指導(dǎo)者：教授評(píng)閱者：副教授2011年6河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2011屆本科畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)中文摘要功率放大器的設(shè)計(jì)與版圖繪制摘要：功率放大器,是在給定失真率條件下，能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動(dòng)某一負(fù)載的放大器,它分為甲類、乙類、丙類等。本課題首先分析各類功率放大器的放大原理，利用PSpiceAD分別繪制甲類、乙類、丙類放大器的電路圖，其次分析電路，對(duì)電路中各個(gè)器件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)化電路，然后對(duì)電路進(jìn)行仿真，進(jìn)行瞬態(tài)分析、直流掃描分析、交流掃描分析，對(duì)各類功率放大器的性能進(jìn)行比較。最后利用Tanner操作系統(tǒng)中的L-Edit繪制放大器的版圖。功率放大器在現(xiàn)實(shí)中有廣泛的應(yīng)用，對(duì)功率放大器的性能進(jìn)行分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：功率放大器；仿真；版圖畢業(yè)設(shè)計(jì)外文摘要TitleThedesignandlayoutdrawingofpoweramplifiersAbstractPoweramplifiers,distortioninthegivenconditions,canproducemaximumpoweroutputtodrivealoadoftheamplifiers.TheyarenamedasA,B,Candsoon.First,thesubjectofvariouspoweramplifieramplificationprinciple,theuseofPSpiceADisdrawnA,B,Camplifiercircuits,followedbyanalysisofthecircuit,thecircuitparametersofeachdeviceissettooptimizethecircuit,thenthecircuitsimulation,thetransientanalysis,DCsweepanalysis,exchangeofscananalysis,comparingtheperformanceofvarioustypesofpoweramplifiers.Finally,theoperatingsystemintheTannerL-Editlayoutdrawingamplifier.Poweramplifiersarewidelyusedinreality.Analyzetheperformanceofthepoweramplifierhasimportantpracticalsignificance.Keywords：poweramplifier;simulation;layout目次1引言11.1課題研究的目的意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3研究的主要內(nèi)容32繪制甲類放大器的電路圖并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定..32.1繪制甲類放大器的電路圖.32.2指定分析和仿真類型..63繪制乙類放大器的電路圖并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定123.1繪制乙類放大器的電路圖.123.2指定分析和仿真類型134繪制丙類放大器的電路圖并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定184.1繪制丙類放大器的電路圖184.2指定分析和仿真類型...195各類功率放大器的版圖26結(jié)論28參考文獻(xiàn)29致謝3131-1引言1.1課題研究的目的意義目前，功率放大器經(jīng)常使用在微波發(fā)射電路和低頻輸出電路中，射頻功率放大器作為無(wú)線通信系統(tǒng)的重要模塊，為發(fā)射級(jí)末端的天線或輸出提供足夠的功率，并抑制天線或其他模塊干擾等。功率放大電路的功耗性能影響了整個(gè)電路系統(tǒng)的效率，設(shè)計(jì)高效率功率放大器并優(yōu)化器件參數(shù)具有一定的使用價(jià)值。作為功率放大器，應(yīng)該有較大的輸出功率和較高的效率，同時(shí)也要滿足帶寬、增益和穩(wěn)定性的要求。由于功率放大器處在大信號(hào)狀態(tài)，放大過(guò)程中難免產(chǎn)生非線性失真，在設(shè)計(jì)中必須著重考慮。因此，設(shè)計(jì)功率放大器的關(guān)鍵是合理的選擇功放管、正確確定工作狀態(tài)、精心設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)和選擇合適的電路及器件等等。本課題的工作就是進(jìn)行功率放大器的優(yōu)化和設(shè)計(jì)，并進(jìn)行集成電路版圖繪制。1.2課題歷史背景1.2.1功率放大器簡(jiǎn)介功率放大器分為甲類放大器,乙類放大器，丙類放大器等，不同類型的功率放大器，性能不同，放大倍數(shù)不同。甲類放大器的主要特點(diǎn)是：放大器的工作點(diǎn)Q設(shè)定在負(fù)載線的中點(diǎn)附近,晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通。放大器可單管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內(nèi)，所以瞬態(tài)失真和交替失真較小。電路簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。但效率較低，晶體管功耗大，功率的理論最大值僅有50％，且有較大的非線性失真。它不僅應(yīng)用于低頻場(chǎng)合，尤其是高保真音頻輸出，而且也應(yīng)用于高頻（又稱射頻）場(chǎng)合，做電平推動(dòng)，更是在微波頻段上被廣泛應(yīng)用。乙類放大器的主要特點(diǎn)是：放大器的靜態(tài)點(diǎn)在(VCC，0)處，當(dāng)沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)，輸出端幾乎不消耗功率。其特點(diǎn)是效率較高(78%)，實(shí)際應(yīng)用中效率為50﹪左右。但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點(diǎn)是"交越失真"較大。即當(dāng)信號(hào)在-0.6V~0.6V之間時(shí)，Q1、Q2都無(wú)法導(dǎo)通而引起的。丙類(數(shù)字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號(hào)或PCM數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)制)的脈沖信號(hào),然后用PWM或PDM的脈沖信號(hào)去控制大功率開(kāi)關(guān)器件通/斷音頻功率放大器，也稱為開(kāi)關(guān)放大器。具有效率高的突出優(yōu)點(diǎn)，通常能夠達(dá)到85%以上，體積小，可以比模擬的放大電路節(jié)省很大的空間，無(wú)裂噪聲接通，低失真，頻率響應(yīng)曲線好，外圍元器件少，便于設(shè)計(jì)調(diào)試。1.2.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2010年張呂彥在論文《基于鏡像電流源與電壓源偏置的功率放大器》中講述了為了進(jìn)一步提高音響功放的工作穩(wěn)定性和性能,可采用鏡像電流源代替輸入級(jí)、推動(dòng)級(jí)的集電極負(fù)載電阻,能提高功放電路的電壓轉(zhuǎn)換速率,采用電壓源代替輸出級(jí)的偏置電阻,使輸出級(jí)工作于甲乙類狀態(tài),有利于提高工作的穩(wěn)定性,降低非線性失真,功放的性能得到顯著提高。而采用鏡像電流源與電壓源組成動(dòng)態(tài)偏置電路,使輸出級(jí)在小信號(hào)輸入時(shí)工作在甲乙類狀態(tài),大信號(hào)輸入時(shí)工作在甲類狀態(tài),既具備甲乙類功放的高效率、低失真,同時(shí)又能擴(kuò)展放大器的動(dòng)態(tài)范圍,進(jìn)一步降低大動(dòng)態(tài)失真,取得明顯的效果。2010年牛旭等在論文《一款新型基于推挽式結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器》中講述了基于推挽式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款新型射頻功率放大器,分析了推挽式結(jié)構(gòu)的工作原理,構(gòu)建了輸入輸出無(wú)損耗匹配網(wǎng)絡(luò)。采用微波仿真軟件AWR對(duì)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和仿真,結(jié)果表明:該功率放大器在700MHz～1100MHz的頻率范圍內(nèi),其增益為25dB,在1dB增益壓縮點(diǎn)處,輸出功率大于2W,功率附加效率為50%,OIP3大于44dBc。2010年董元等在論文《一種記憶功率放大器自適應(yīng)線性化仿真》中對(duì)兩種常用的描述功率放大器的記憶效應(yīng)和非線性特征的模型———W-H模型和記憶多項(xiàng)式模型進(jìn)行了自適應(yīng)線性化仿真,采用AM/AM和AM/PM失真特性對(duì)由于功放特性不理想而引起的放大信號(hào)的振幅畸變及相位偏移進(jìn)行描述,運(yùn)用自適應(yīng)預(yù)失真處理方法,進(jìn)行記憶預(yù)失真的模擬,并用誤差矢量值(EVM)衡量這種自適應(yīng)預(yù)失真方法的效果。仿真結(jié)果表明,自適應(yīng)預(yù)失真方法對(duì)上述兩種記憶功放模型具有較好的線性化效果。2010年陳波等在論文《一種自偏置預(yù)失真線性功率放大器》中提出了一種用中芯國(guó)際0.18μm工藝設(shè)計(jì)的自偏置預(yù)失真AB類功率放大電路電路結(jié)構(gòu)。電路采用兩級(jí)共源共柵結(jié)構(gòu),在共柵MOS管上采用自偏置電路,在第二級(jí)電路中采用預(yù)失真電路。該設(shè)計(jì)采用Agilent的ADS軟件對(duì)電路進(jìn)行模擬,在2.4GHz頻率下,1dB壓縮點(diǎn)的輸出功率為22.5dBm,此時(shí)的PAE是25.1%。2010年姜峰在論文《數(shù)字功率均衡放大器的設(shè)計(jì)》中講述了以FPGA為處理核心,采用6階IIR濾波器逼近技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)帶阻網(wǎng)絡(luò)較大頻帶范圍進(jìn)行幅度補(bǔ)償。功率放大部分采用D類功放,將FPGA處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)DA芯片轉(zhuǎn)化為模擬波形再與FPGA產(chǎn)生的高頻三角波進(jìn)行比較產(chǎn)生PWN波,再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片控制MOS管,使其工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。1.3研究的主要內(nèi)容研究功率放大器的結(jié)構(gòu)原理用PSpiceAD繪制放大器的電路圖，設(shè)計(jì)放大器各個(gè)器件的參量仿真放大器的工作特性，研究器件參量對(duì)功率放大器的影響根據(jù)設(shè)計(jì)電路結(jié)果利用Tanner操作系統(tǒng)繪制集成電路版圖。2繪制甲類放大器的電路圖并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定2.1繪制甲類放大器的電路圖2.1.1在Capture具體步驟如下：打開(kāi)OrCADCaptureCISLiteEdition。創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目：File>New>Project。輸入項(xiàng)目的名字，甲類。項(xiàng)目文件的擴(kuò)展名為.opj，雙擊項(xiàng)目文件可以打開(kāi)項(xiàng)目。選擇AnalogorMixed-AD模擬或混合-AD。在Location框中輸入項(xiàng)目路徑。點(diǎn)擊OK。在CreatePSpiceProject對(duì)話框打開(kāi)時(shí)，選擇“CreateBlankProject”。一個(gè)新的頁(yè)將在ProjectDesignManager中打開(kāi)。2.1.2.元件的放置與連接具體步驟如下：在Capture中點(diǎn)擊原理圖窗口。用Place>Part命令放置元件或點(diǎn)擊PlacePart圖標(biāo)選擇包含所需元件的庫(kù)。在Part文本框中輸入元件名字的開(kāi)始部分，如圖中的R，元件列表將卷動(dòng)到其名字包含輸入字母的元件處。第一次使用Capture時(shí)如果沒(méi)有庫(kù)可用，你必須點(diǎn)擊AddLibrary添加庫(kù)按鈕，打開(kāi)AddLibrary窗口將，選擇需要的庫(kù)。Spice庫(kù)在路徑Capture\Library\Pspice下。從庫(kù)中選擇電阻、電容和直流電壓以及電流源。你可以用鼠標(biāo)左鍵放置元件，用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)元件。如果要放置相同元件的另一個(gè)實(shí)例，可以再次點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵。對(duì)某個(gè)元件完成特定的操作后按ESC鍵,或右擊并選擇EndMode?？梢越o電容器添加初始化條件；雙擊該元件將打開(kāi)看起來(lái)像電子表格的Property屬性窗口，在IC列的下面輸入初始化條件的值在放置好所有的元件后，你需要點(diǎn)擊GND圖標(biāo)放置Ground地端子（在右邊的工具欄中）。當(dāng)放置地窗口打開(kāi)時(shí)，選擇GND/CAPSYM并且給它命名為0?，F(xiàn)在用從菜單用Place>Wire命令或點(diǎn)擊PlaceWire圖標(biāo)連接元件。2.1.3.指定元件數(shù)值和名稱具體步驟如下：雙擊電阻旁邊的數(shù)字改變電阻值。你也可以改變電阻的名字。對(duì)于電容、電壓和電流源的操作是一樣的。保存項(xiàng)目。繪制好的電路圖如圖2.1所示。圖2.1甲類功率放大器電路圖2.1.4.生成網(wǎng)表網(wǎng)表用簡(jiǎn)單的格式給出所有元件的列表：R_namenode1node2valueC_namenodexnodeyvalue,etc.具體步驟如下：用PSpice>CreateNetlist菜單命令產(chǎn)生網(wǎng)表。在項(xiàng)目ProjectManager管理窗口（在文件窗口的左邊）中雙擊Outputs/文件查看網(wǎng)表，如圖2.2所示。圖2.2甲類功率放大器的網(wǎng)表2.2指定分析和仿真類型2.2.1打開(kāi)原理圖，在PSpice菜單上選擇NewSimulationProfile。在文本框Name中輸入一個(gè)描述性的名字，例如Bias。從InheritFrom列表中選擇none并點(diǎn)擊Create。當(dāng)SimulationSetting仿真設(shè)置窗口打開(kāi)時(shí)，對(duì)于AnalyisType分析類型，選擇BiasPoint偏置點(diǎn)并點(diǎn)擊OK?，F(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好運(yùn)行仿真了：PSpice>Run。一個(gè)狀態(tài)窗口將打開(kāi)，可知道是否仿真成功，如果有錯(cuò)，可查看仿真輸出文件，或SessionLog窗口（該窗口不能關(guān)閉）。為了看到直流偏置點(diǎn)的仿真結(jié)果，可以打開(kāi)仿真輸出文件或返回原理圖并點(diǎn)擊V圖標(biāo)（偏置電壓顯示）和I圖標(biāo)（偏置電流顯示）以及W圖標(biāo)（消耗功率顯示）顯示電壓和電流和功率。仿真結(jié)果如圖2.3，2.4，2.5所示。圖2.3甲類放大器偏置電流顯示圖2.4甲類放大器偏置電壓顯示圖2.5甲類放大器消耗功率顯示2.2.2設(shè)置瞬態(tài)分析：從菜單選擇PSpice>NewSimulationProfile命令。命名為Transient。當(dāng)仿真設(shè)置窗口打開(kāi)時(shí)，選擇TimeDomain(Transient)時(shí)域瞬態(tài)分析。輸入運(yùn)行時(shí)間，我們?cè)O(shè)它為200ms。對(duì)于MaximumStep最大步長(zhǎng)的大小，你可以讓它空著或輸入10us，如果空著波形不光滑，越小波形越光滑。添加所要顯示波形的數(shù)據(jù)名稱運(yùn)行Pspice。一個(gè)探針窗口將打開(kāi)。具體分析結(jié)果如圖2.6~2.13所示。圖2.6通過(guò)負(fù)載RL的電流：I(RL)從圖中可以看出，電流值在正負(fù)100mA之間。圖2.7通過(guò)電容C2的電流：I(C2)圖2.8負(fù)載RL兩端的電壓：V(RL)圖2.9負(fù)載RL的功率：W(RL)圖2.10三極管Q1集電極電流：I(Q1:c)圖2.11三極管Q1基級(jí)電流：I(Q1:b)圖2.12三極管Q1的放大倍數(shù)：I(Q1:c)/I(Q1:b)我們可以清楚的看出，三極管Q1的放大。圖2.13輸出電流與輸入電流的關(guān)系：I(RL)/I(Vi）2.2.3直流使用相同的電路進(jìn)行0和15V之間的電壓源掃描的誤差估計(jì)。從Pspice菜單創(chuàng)建一個(gè)新的NewSimulationProfile仿真配置文件；我們將稱它為DCSweep。為了分析DCSweep；輸入將被掃描的電壓源的名字：Vi，分別指定開(kāi)始值、結(jié)束值和步距：0，15和0.1V。圖2.14設(shè)置DCSweep仿真運(yùn)行仿真Pspice>Run。PSpice將產(chǎn)生一個(gè)包含電路中所有電壓和電流值的輸出文件。仿真結(jié)果如圖2.15,2.16所示。圖2.15通過(guò)直流電壓源Vcc的電流：I(Vcc)圖2.16直流電壓源Vcc的電壓：V(Vcc)3繪制乙類放大器的電路圖并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定3.1繪制乙類放大器的電路圖首先在Capture中創(chuàng)建電路，放置元件并連接，然后指定元件的數(shù)值和名稱。具體步驟同甲類放大器。所繪電路圖如圖3.1所示。圖3.1乙類功率放大器電路圖在項(xiàng)目ProjectManager管理窗口（在文件窗口的左邊）中雙擊Outputs/文件查看網(wǎng)表，如圖3.2所示。圖3.2乙類功率放大器的網(wǎng)表3.2指定分析和仿真類型對(duì)電路進(jìn)行偏置或直流分析。打開(kāi)原理圖，在PSpice菜單上選擇NewSimulationProfile。在文本框Name中輸入Bias。從InheritFrom列表中選擇none并點(diǎn)擊Create。當(dāng)SimulationSetting仿真設(shè)置窗口打開(kāi)時(shí)，對(duì)于AnalyisType分析類型，選擇BiasPoint偏置點(diǎn)并點(diǎn)擊OK。運(yùn)行仿真：PSpice>Run。具體分析結(jié)果如圖3.3,3.4,3.5所示。圖3.3乙類放大器偏置電流顯示圖3.4乙類放大器偏置電壓顯示圖3.5乙類放大器消耗功率顯示對(duì)電路進(jìn)行瞬態(tài)分析。設(shè)置瞬態(tài)分析：從菜單選擇PSpice>NewSimulationProfile命令，命名為Transient，當(dāng)仿真設(shè)置窗口打開(kāi)時(shí)，選擇TimeDomain(Transient)時(shí)域瞬態(tài)分析，輸入運(yùn)行時(shí)間，設(shè)為200ms。對(duì)于MaximumStep最大步長(zhǎng)的大小，輸入10us。添加所要顯示波形的數(shù)據(jù)名稱運(yùn)行Pspice。一個(gè)探針窗口將打開(kāi)。具體步驟同甲類放大器。分析結(jié)果如圖3.6~3.14所示。圖3.6通過(guò)負(fù)載RL的電流：I(RL)從圖中可以看出，電流值在正負(fù)30mA之間。圖3.7負(fù)載RL兩端的電壓：V(RL)從圖中可以看出，電壓值在正負(fù)1.8V之間。圖3.8負(fù)載RL的功率：W(RL)從圖中我們可以看出，功率穩(wěn)定值約為55。與計(jì)算結(jié)果相符合：圖3.9通過(guò)電容C1的電流：I(C1)圖3.10三極管Q1集電極電流：I(Q1:c)從圖中我們可以看出，集電極電流約為32。圖3.11三極管Q1基極電流：I(Q1:b)從圖中我們可以看出，基極電流約為320。圖3.12三極管Q1的放大倍數(shù)β：(Q1:c)/I(Q1:b)從圖中我們可以看出，放大倍數(shù)β，β=I(Q1:c)/I(Q1:b)=100。即為32÷320=100，與計(jì)算結(jié)果相符合。圖3.13三極管Q2的放大倍數(shù)：I(Q2:c)/I(Q2:b)圖3.14輸出電流與輸入電流的關(guān)系：I(RL)/I(Vi）從圖中我們可以看出，在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，兩個(gè)三極管輪流導(dǎo)通。4繪制丙類放大器的電路圖并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定4.1繪制丙類放大器的電路圖首先在Capture中創(chuàng)建電路，放置元件并連接，然后指定元件的數(shù)值和名稱。具體步驟同甲類放大器。所繪電路圖如圖4.1所示：圖4.1丙類功率放大器的電路圖在項(xiàng)目ProjectManager管理窗口（在文件窗口的左邊）中雙擊Outputs/文件查看網(wǎng)表，如圖4.2所示。圖4.2丙類功率放大器的網(wǎng)表4.2指定分析和仿真的類型首先進(jìn)行偏置或直流分析。打開(kāi)原理圖，在PSpice菜單上選擇NewSimulationProfile。在文本框Name中輸入Bias。從InheritFrom列表中選擇none并點(diǎn)擊Create。當(dāng)SimulationSetting仿真設(shè)置窗口打開(kāi)時(shí)，對(duì)于AnalyisType分析類型，選擇BiasPoint偏置點(diǎn)并點(diǎn)擊OK。運(yùn)行仿真：PSpice>Run。具體分析結(jié)果如圖4.3~4.5所示。圖4.3丙類放大器偏置電流顯示圖4.4丙類放大器偏置電壓顯示圖4.5丙類放大器消耗功率顯示然后對(duì)電路進(jìn)行瞬態(tài)分析。設(shè)置瞬態(tài)分析：從菜單選擇PSpice>NewSimulationProfile命令，命名為Transient，當(dāng)仿真設(shè)置窗口打開(kāi)時(shí)，選擇TimeDomain(Transient)時(shí)域瞬態(tài)分析，輸入運(yùn)行時(shí)間，設(shè)為200ms。對(duì)于MaximumStep最大步長(zhǎng)的大小，輸入10us。添加所要顯示波形的數(shù)據(jù)名稱運(yùn)行Pspice。一個(gè)探針窗口將打開(kāi)。具體步驟同甲類放大器。仿真結(jié)果如圖4.6~4.12所示。圖4.6通過(guò)負(fù)載RL的電流：I(RL)我們可以看出，電流穩(wěn)定值為240mA。圖4.7負(fù)載RL兩端的電壓：V(RL)我們可以看出，電壓穩(wěn)定值為-12V。圖4.8負(fù)載RL的功率：W(RL)我們可以看出，功率值約2.9。與計(jì)算結(jié)果相符：。圖4.9通過(guò)電容C1的電流：I(C1)圖4.10三極管Q1的集電極電流：I(Q1:c)圖4.11三極管Q1的基極電流：I(Q1：b)圖4.12三極管Q1的放大倍數(shù)：I(Q1:c)/I(Q1:b)再進(jìn)行直流分析。從Pspice菜單創(chuàng)建一個(gè)新的NewSimulationProfile仿真配置文件；稱它為DCSweep。為了分析DCSweep；輸入將被掃描的電壓源的名字：Vcc，分別指定開(kāi)始值、結(jié)束值和步距：0，15和0.1V。運(yùn)行仿真Pspice>Run。PSpice將產(chǎn)生一個(gè)包含電路中所有電壓和電流值的輸出文件。具體步驟同甲類放大器。仿真結(jié)果如圖4.13~4.15所示。圖4.13設(shè)置DCSweep仿真圖4.14通過(guò)直流電壓源Vcc的電流：I(Vcc)圖4.15通過(guò)直流電壓源Vcc的電壓：V(Vcc)最后進(jìn)行交流分析（頻域分析）。從Sources庫(kù)選擇VAC作為電壓源。創(chuàng)建仿真配置文件，命名為ACSweep。在SimulationSettings仿真設(shè)置窗口中，選擇ACSweep/Noise。輸入開(kāi)始和結(jié)束頻率和十進(jìn)制刻度的點(diǎn)數(shù)。對(duì)于我們的例子，它們分別設(shè)置為0.1Hz，10kHz和11。運(yùn)行仿真。仿真結(jié)果如圖4.16~4.19所示。圖4.16設(shè)置ACSweep分析圖4.17通過(guò)電阻RL的電壓隨頻率的變化圖4.18輸出幅度與輸入幅度之比即為增益Av隨信號(hào)頻率變化的關(guān)系：V[Q1:c]/V[Vb:+]我們可以看出，增益隨頻率指數(shù)增大，達(dá)到2000。圖4.19激勵(lì)源輸出電壓與電流之比即為放大器系統(tǒng)輸入阻抗Ri：V[Vi:+]/I[Vb]我們可以看出，阻抗為420。5各類功率放大器的版圖甲類功率放大器的版圖首先查看版圖設(shè)計(jì)規(guī)則，在遵守規(guī)則的前提下，再繪制版圖。先畫Nsellet圖層，接著在其上下分別畫Metal-1圖層，上邊作為Vcc，下邊作為Gnd。在N-sellet圖層上用SesistorID圖層畫電阻，用CapacitorID圖層畫電容，然后畫三極管PNP和NPN，并且添加端口。在圖形的左右兩邊分別用PadComment圖層畫一個(gè)較大的焊盤，并且畫電源接口，用于和外電路連接。最后用Metal-2圖層布線，把各個(gè)器件之間需要連接的端口連接起來(lái)。所繪版圖如圖5.1所示。圖5.1甲類功率放大器的版圖乙類功率放大器的版圖圖5.2乙類功率放大器的版圖丙類功率放大器的版圖圖5.3丙類功率放大器的版圖結(jié)論隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各類功能電路集成化模塊化，功能放大電路作為系統(tǒng)的一個(gè)必不可少的單元也不例外。通過(guò)對(duì)功率放大器的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行分析，對(duì)功率放大器的效率進(jìn)行研究，具有重要的意義。本課題研究成果：1.利用P-SpiceAD繪圖工具分別繪制了雙極型甲類、乙類，丙類功率放大器的電路圖。

2.對(duì)三類功率放大電路的各個(gè)器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，通過(guò)對(duì)比器件的不同參數(shù)值對(duì)電路性能的影響，最終確定器件最適參數(shù)值，使電路性能得到優(yōu)化。

3.詳細(xì)分析了甲類、乙類、丙類功率放大電路各個(gè)節(jié)點(diǎn)的偏置電流，偏置電壓，消耗功率。4.對(duì)電路進(jìn)行了直流分析、瞬態(tài)分析、交流分析，研究了電路的輸入輸出特性，對(duì)負(fù)載的電流，電壓，功率進(jìn)行了瞬態(tài)仿真。可計(jì)算電路中各個(gè)器件在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的功率。

5.利用Tanner操作系統(tǒng)中的L-Edit繪制了三類功率放大電路的版圖，可以用于留片生產(chǎn)。數(shù)字化產(chǎn)品的廣泛普及和數(shù)字化的發(fā)展方向?qū)Ψ烹娐诽岢隽烁叩囊蟆Ｈ藗優(yōu)榱颂岣吖β孰娐返男?，不斷地?duì)電路進(jìn)行改進(jìn)。怎樣更好地實(shí)現(xiàn)功率放大器高效率、高線性且低失真的工作，更值得深入研究。參考文獻(xiàn)[1]周益.各類功率放大器的共性與差異.實(shí)用影音技術(shù)，2002,24（3）：21~26.[2]曹多禮，鐘鷹，王志華.多通道功率放大器中幅度和相位一致性影響分析.空間電子技術(shù),2010，30（4）：41~45.[3]Liaohuhsien.AhighefficiencyWCDMApoweramplifierwithPulsedLoadModulation(PLM).IEEERadioandWirelessSymposium,2010,4(18):49~52.[4]謝佳奎.電子線路[M]．北京：高等教育出版社，2004.[5]阿地力·依米提，劉吉超.關(guān)于提高功率放大器效率問(wèn)題的探討.新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005，24（2）：47~51.[6]李志群，王志功.射頻集成電路與系統(tǒng)[M]．北京：科學(xué)出版社，2008.[7]Maran,Jean-Noel.Progressinhigh-powersinglefrequencymasteroscillatorpoweramplifier.ProceedingsofSPIE-TheInternationalSocietyforOpticalEngineering,2008，7099(21):34~39.[8]丁朋.功率放大集成電路原理及應(yīng)用.家電檢修技術(shù),2007,15（7）：19~21.[9]CraigAndrews.功率放大器的可靠性新標(biāo)準(zhǔn).世界電子元器件，2005,31（7）：46~51.[10]郝國(guó)欣,金燕波,郭華民.大功率寬帶射頻脈沖功率放大器設(shè)計(jì).電子技術(shù)應(yīng)用,2006,12（3）：134~136.[11]EI-Gamal，LeeKH，TsangTK．Verylow-voltage(0.8V)CMOSreceiverfrontendfor5GHzRFapplications．ProceedingsCircuitsDevivesandSystems，2002，56(149)：355~362.[12]張呂彥.基于鏡像電流源與電壓源偏置的功率放大器.電聲技術(shù)，2010，34（12）：37~44.[13]牛旭，滑育楠，胡善文，張曉東，高懷，孫曉紅.一款新型基于推挽式結(jié)構(gòu)的射頻功率放大器.電子器件，2010,33（6）：696~699.[14]董元，王勇，易克初.一種記憶功率放大器自適應(yīng)線性化仿真.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2010，3（6）：7~9.[15]陳波，張海鵬，許生根，HYPERLINK"/kns55/pop