功率放大器為什么要關(guān)注阻抗匹配問(wèn)題？如何進(jìn)行阻抗匹配？

　　功率放大器的匹配方法在線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò )設計中，為獲得最大功率傳輸，網(wǎng)絡(luò )通常采用共軛阻抗匹配方式，但由于功率放大器輸入、輸出阻抗呈現非線(xiàn)性，不可能實(shí)現共軛匹配，通常是將50Ω負載變換到這樣一個(gè)阻抗值，其實(shí)部可在輸入、輸出偏置電壓下獲得最大輸出功率，其虛部可以將晶體管內部寄生元件調諧掉，該網(wǎng)絡(luò )變換成的阻抗稱(chēng)為最佳負載阻抗，也稱(chēng)為動(dòng)態(tài)輸出阻抗。   由于功率放大器工作于非線(xiàn)性，小信號放大器的網(wǎng)絡(luò )設計方法不再適用。通常采用以下三種方法來(lái)設計功率放大器的匹配網(wǎng)絡(luò )：動(dòng)態(tài)阻抗法、大信號S參數法和負載牽引法。
 

　　動(dòng)態(tài)阻抗法：動(dòng)態(tài)阻抗法要求提供大信號工作狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)輸入、輸出阻抗。動(dòng)態(tài)阻抗測試原理是：將功率管調整到最大功率輸出狀態(tài)，然后分別測出從信號源向功率管輸入端看去、從負載向輸出端看去的阻抗，其阻抗值即為動(dòng)態(tài)輸入(Zin)、動(dòng)態(tài)輸出阻抗(ZOL)。
 

　　大信號S參數法：利用大信號S參數可以進(jìn)行功率放大器的功率增益、穩定性的分析和增益、平坦度的設計。用大信號S參數設計功率放大器時(shí)，除了應根據輸出功率的大小選擇負載阻抗外，還可以根據絕對穩定條件和潛在不穩定條件兩種情況分別進(jìn)行考慮。由于大信號S參數的測量比較困難，通常采用雙信號法或大電流直流擬合法來(lái)測量大信號S參數。
 

　　負載牽引法：負載牽引法要求給出對應各種不同的輸出功率、功率增益和效率等參數的數據，由計算機進(jìn)行綜合設計。其設計系統較為復雜。通常對于大功率晶體管而言，廠(chǎng)家都會(huì )給出功率晶體管道動(dòng)態(tài)輸入、輸出阻抗。
 

　　由于匹配網(wǎng)絡(luò )設計一般以50W(即史密斯圓圖圓心)為準，所以采用以上三種方法，無(wú)論是通過(guò)仿真軟件還是實(shí)際儀器如矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀，都要在史密斯圓圖上匹配到50W。匹配電路設計目標：
 

　　輸入匹配電路：把微波晶體管的復數輸入阻抗變換為50W電阻性的源阻抗。
 

　　1) 最佳噪聲：Gout1=Gopt (Zout1=Zopt=1/Yopt)；
 

　　2) 最大功率增：Zout1=Zin*。