功率放大器如何有效进行阻抗匹配

线性网络设计中功率放大器的匹配方法，为了获得最大的功率传输，网络通常采用共轭阻抗匹配，但由于功率放大器的输入输出阻抗是非线性的，不可能实现共轭匹配。通常将50负载变换成这样的阻抗值，实际上它的实部可以在输入输出偏置电压下获得最大输出功率，虚部可以调谐出晶体管内部的寄生元件。由于功率放大器非线性工作，小信号放大器的网络设计方法不再适用。功率放大器的匹配网络设计一般采用以下三种方法：动态阻抗法、大信号S参数法和负载牵引法。

动态阻抗法：动态阻抗法要求在大信号工况下提供动态输入输出阻抗。动态阻抗测试的原理是：将功率管调整到最大功率输出状态，然后分别测量信号源到功率管输入端和负载到输出端的阻抗。阻抗值为动态输入阻抗(Zin)和动态输出阻抗(ZOL)。

大信号S参数法：利用大信号S参数，可以分析功率放大器的功率增益和稳定性，设计增益和平坦度。在设计大信号S参数的功率放大器时，不仅要根据输出功率选择负载阻抗，还要分别考虑绝对稳定条件和潜在不稳定条件。由于大信号的S参数难以测量，通常采用双信号法或大电流DC拟合法来测量大信号的S参数。

负载牵引法：负载牵引法要求给出输出功率、功率增益、效率等各种参数对应的数据。用计算机进行综合设计。其设计体系复杂。一般对于大功率晶体管，厂商会给出功率晶体管通道的动态输入输出阻抗。

由于匹配网络的设计一般以50W(即史密斯图的中心)为基础，以上三种方法，无论是通过仿真软件还是矢量网络分析仪等实际仪器，都必须匹配到史密斯图上的50W。匹配电路设计目标：1。输入匹配电路：将微波晶体管的复输入阻抗转换为50W阻性源阻抗。1)最优噪声：gout   1=gopt(zout   1=zopt=1/yopt)；2)最大功率提升：Zout1=Zin*。