應(yīng)用于射頻(RF)放大器的包絡(luò)跟蹤(ET)并不是一個(gè)全新的概念，但隨著我們需要移動(dòng)電話具備更長的電池壽命、基站需具備更高電源效率，以及昂貴的射頻傳送器需要實(shí)現(xiàn)更大輸出功率，使用包絡(luò)跟蹤來改善射頻功放(PA)系統(tǒng)的效率逐漸成為了研發(fā)的重要議題。包絡(luò)跟蹤能否提高效率關(guān)鍵在于功放的峰值與平均功率比(PAPR)的要求。圖1展示了在使用固定的供電電壓時(shí)，功放的峰值效率可以高達(dá)65%，但由于給定的峰均比(PAPR)高達(dá)10，因此，平均效率有可能低于25%。通過調(diào)制功放的供電電壓，可改善功放平均效率達(dá)50%以上——相當(dāng)于效率增長達(dá)一倍和減少功放損耗達(dá)三分之二。這樣不僅降低功耗，也降低操作成本，并滿足散熱及尺寸等各方面的要求。
但如何能夠產(chǎn)生所要求的快速變化、帶寬處于數(shù)十兆赫茲(MHz)范圍的供電電壓?我們可以通過不同的方法來實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)方法是使用如圖2所示的混合式線性放大器和多相降壓轉(zhuǎn)換器，其中降壓轉(zhuǎn)換器只給負(fù)載組件/系列的傅里葉大功率、低頻部分供電。我們也有討論其他實(shí)現(xiàn)方法，如使用升壓轉(zhuǎn)換器或S類放大器。無論使用哪一個(gè)方法，氮化鎵技術(shù)可以推動(dòng)包絡(luò)跟蹤轉(zhuǎn)換器和寬帶RFPA設(shè)計(jì)。
實(shí)現(xiàn)多相降壓轉(zhuǎn)換器通常要求開關(guān)頻率與所需ET帶寬相比高出5至10倍，不過對(duì)通過混合解決方案和/或非線性控制來提升轉(zhuǎn)換器有效帶寬的研究表明，這種方法可以顯著降低所需的降壓轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率。為了達(dá)到可接受的效率和帶寬，仍然有可能要求使用大量的交織相位。本文展示氮化鎵場效應(yīng)晶體管并配合LM5113半橋驅(qū)動(dòng)器可容易地實(shí)現(xiàn)的功率及效率。
圖1：理想功放效率與使用固定供電電壓時(shí)輸出功率及包絡(luò)跟蹤工作時(shí)的比較。
圖2：在射頻功率放大器作包絡(luò)跟蹤供電時(shí)，實(shí)現(xiàn)線性輔助開關(guān)。
