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第1章 引言1

1.1晶体管放大器1

1.2晶体管放大器的早期历史2

1.3晶体管放大器的优点3

1.4晶体管3

1.5放大器的设计4

1.6放大器制造技术5

1.7放大器的应用6

1.8放大器的成本9

1.9目前的趋势10

1.10本书的结构10

参考文献12

第2章 线性网络分析14

2.1阻抗矩阵14

2.2导纳矩阵16

2.3 ABCD参数17

2.4 S参数18

2.4.1单端口网络的S参数22

2.5双端口参数之间的关系23

参考文献24

习题24

第3章 放大器特性和定义26

3.1带宽26

3.2功率增益26

3.3输入和输出电压驻波比29

3.4输出功率30

3.5功率附加效率30

3.6交调失真31

3.6.1 IP331

3.6.2 ACPR32

3.6.3 EVM33

3.7谐波功率33

3.8峰均比33

3.9合成器效率34

3.10噪声特性35

3.10.1噪声系数36

3.10.2噪声温度36

3.10.3噪声带宽36

3.10.4最佳噪声匹配37

3.10.5等噪声系数圆和等增益圆37

3.10.6输入和噪声同时匹配38

3.11动态范围39

3.12多级放大器特性40

3.12.1多级放大器IP340

3.12.2多级放大器PAE41

3.12.3多级放大器噪声系数42

3.13栅极和漏极的推移因子43

3.14放大器的温度系数44

3.15平均失效时间44

参考文献45

习题46

第4章 晶体管47

4.1晶体管类型47

4.2硅双极型晶体管48

4.2.1关键性能参数50

4.2.2硅双极型晶体管的高频噪声特性51

4.2.3功率特性52

4.3 GaAs MESFET52

4.3.1小信号等效电路55

4.3.2性能参数56

4.3.3 MESFET器件的高频噪声特性58

4.4异质结场效应晶体管60

4.4.1 HEMT器件的高频噪声性能61

4.4.2磷化铟pHEMT器件61

4.5异质结双极型晶体管63

4.5.1 HBT的高频噪声特性65

4.5.2 SiGe异质结双极型晶体管66

4.6 MOSFET67

参考文献69

习题71

第5章 晶体管模型72

5.1晶体管模型的类型72

5.1.1基于物理学/电磁学理论的模型72

5.1.2解析或混合模型73

5.1.3以测量结果为基础的模型73

5.2 MESFET模型77

5.2.1线性模型77

5.2.2非线性模型82

5.3 pHEMT模型83

5.3.1线性模型83

5.3.2非线性模型85

5.4 HBT模型86

5.5 MOSFET模型86

5.6 BJT模型87

5.7晶体管模型缩放88

5.8源牵引和负载牵引数据89

5.8.1理论负载牵引数据89

5.8.2测试功率和PAE的源牵引和负载牵引91

5.8.3测试IP3的源和负载阻抗93

5.8.4源和负载阻抗尺度变化94

5.9依赖温度的模型95

参考文献95

习题98

第6章 匹配电路的元件99

6.1阻抗匹配元件99

6.2传输线匹配元件100

6.2.1微带线100

6.2.2共面线105

6.3集总元件106

6.3.1电容106

6.3.2电感107

6.3.3电阻110

6.4键合线电感111

6.4.1单线111

6.4.2地平面效应112

6.4.3多路线112

6.4.4线允许的最大电流114

6.5宽带电感114

参考文献115

习题116

第7章 阻抗匹配技术117

7.1单端口和双端口网络117

7.2窄带匹配技术118

7.2.1集总元件匹配技术118

7.2.2传输线匹配技术122

7.3宽带匹配技术128

7.3.1增益-带宽限制128

7.3.2集总元件宽带匹配技术130

7.3.3传输线宽带匹配网络132

7.3.4巴伦型宽带匹配技术136

7.3.5 T形桥式匹配网络139

参考文献140

习题140

第8章 放大器分类及分析142

8.1放大器的分类142

8.2 A类放大器的分析144

8.3 B类放大器的分析146

8.3.1单端式B类放大器146

8.3.2推挽式B类放大器147

8.3.3过激励B类放大器149

8.4 C类放大器的分析150

8.5 E类放大器的分析151

8.6 F类放大器的分析154

8.7不同种类放大器的比较156

参考文献159

习题160

第9章 放大器设计方法162

9.1放大器的设计162

9.1.1晶体管类型和制造工艺162

9.1.2晶体管尺寸的选择163

9.1.3设计方法163

9.1.4电路拓扑163

9.1.5电路分析和优化164

9.1.6稳定性和热分析164

9.2放大器设计技术165

9.2.1负载线法165

9.2.2低损耗匹配设计技术167

9.2.3非线性设计方法169

9.2.4 Taguchi实验法170

9.3匹配网络173

9.3.1电抗/电阻性匹配网络173

9.3.2群匹配技术175

9.4放大器设计的例子176

9.4.1低噪放设计176

9.4.2最大增益放大器设计178

9.4.3功放设计180

9.4.4多级驱动放大器的设计183

9.4.5 GaAs HBT功放187

9.5基于硅的放大器设计191

9.5.1 Si IC LNA191

9.5.2 Si IC功率放大器192

参考文献197

习题198

第10章 高效率放大器技术200

10.1高效率设计200

10.1.1过驱动放大器设计202

10.1.2 B类放大器设计203

10.1.3 E类放大器设计209

10.1.4 F类放大器设计212

10.2谐波作用放大器217

10.3谐波注入技术218

10.4谐波控制放大器219

10.5高PAE设计考虑219

10.5.1谐波调节平台220

10.5.2匹配网络损耗计算222

10.5.3匹配网络损耗的减小223

参考文献224

习题228

第11章 宽带放大器229

11.1晶体管的带宽限制229

11.1.1晶体管的增益滚降229

11.1.2变化的输入和输出阻抗230

11.1.3功率-带宽积230

11.2宽带放大技术230

11.2.1电抗/电阻性拓扑231

11.2.2反馈放大器235

11.2.3平衡放大器238

11.2.4分布式放大器241

11.2.5有源宽带匹配技术249

11.2.6共源共栅结构252

11.2.7宽带技术的比较252

11.3宽带功率放大器设计的考虑事项253

11.3.1拓扑图的选择253

11.3.2器件长宽比253

11.3.3低损耗匹配网络253

11.3.4增益平坦技术254

11.3.5谐波终端254

11.3.6热设计254

参考文献254

习题255

第12章 线性化技术256

12.1非线性分析256

12.1.1单音信号分析257

12.1.2双音信号分析258

12.2相位失真260

12.3功率放大器的线性化技术261

12.3.1脉冲掺杂器件及匹配优化261

12.3.2预失真技术264

12.3.3前馈技术264

12.4提高线性放大器效率的技术265

12.4.1反相265

12.4.2 Doherty放大器266

12.4.3包络消除与恢复268

12.4.4自适应偏置268

12.5线性放大器的设计269

12.5.1放大器增益269

12.5.2减小源和负载失配270

12.6线性放大器设计实例270

参考文献276

习题279

第13章 高压功率放大器设计280

13.1高压晶体管性能概述280

13.1.1优点281

13.1.2应用282

13.2高压晶体管282

13.2.1 Si双极型晶体管282

13.2.2 Si LDMOS晶体管283

13.2.3 GaAs场板MESFET284

13.2.4 GaAs场板pHEMT285

13.2.5 GaAs HBT285

13.2.6 SiC MESFET285

13.2.7 SiC GaN HEMT286

13.3高压放大器设计的必要考虑287

13.3.1有源器件的热设计287

13.3.2无源元件的功率处理288

13.4功率放大器设计实例294

13.4.1高压混合放大器294

13.4.2高压单片式放大器296

13.5宽带HV放大器298

13.6串联FET放大器300

参考文献302

习题305

第14章 混合放大器306

14.1混合放大器技术306

14.2印制电路板306

14.3混合集成电路307

14.3.1薄膜MIC技术310

14.3.2厚膜MIC技术311

14.3.3共烧陶瓷和玻璃——陶瓷技术311

14.4内匹配功率放大器设计312

14.5低噪声放大器313

14.5.1窄带低噪声放大器313

14.5.2超宽带低噪声放大器314

14.5.3宽带分布式低噪声放大器315

14.6功率放大器316

14.6.1窄带功率放大器316

14.6.2宽带功率放大器318

参考文献318

习题319

第15章 单片放大器320

15.1单片放大器的优点320

15.2单片IC技术320

15.2.1 MMIC制作321

15.2.2 MMIC基底322

15.2.3 MMIC有源器件322

15.2.4 MMIC匹配元件323

15.3 MMIC设计327

15.3.1 CAD工具327

15.3.2设计流程327

15.3.3 EM仿真器328

15.4设计实例330

15.4.1低噪声放大器330

15.4.2大功率限幅器/LNA331

15.4.3窄带PA331

15.4.4宽带PA331

15.4.5超宽带PA334

15.4.6高功率放大器336

15.4.7高效率PA338

15.4.8毫米波PA338

15.4.9无线功率放大器设计实例339

15.5 CMOS制造341

参考文献343

习题345

第16章 热设计346

16.1热力学基础346

16.2晶体管热设计348

16.2.1 Cooke模型348

16.2.2单栅热模型349

16.2.3多栅热模型349

16.3放大器热设计351

16.4脉冲工作354

16.5导热槽设计356

16.5.1传导降温和强制降温358

16.5.2设计实例358

16.6热阻测量359

16.6.1 IR成像测量359

16.6.2液晶测量360

16.6.3电气测量技术361

参考文献362

习题363

第17章 稳定性分析364

17.1偶模振荡364

17.1.1偶模稳定性分析365

17.1.2偶模振荡消除技术370

17.2奇模振荡371

17.2.1奇模稳定性分析372

17.2.2奇模振荡抑制技术379

17.2.3分布式放大器的不稳定性379

17.3参数式振荡379

17.4杂散参数式振荡380

17.5低频振荡381

参考文献382

习题383

第18章 偏置网络384

18.1晶体管偏置384

18.1.1晶体管偏置点384

18.1.2偏置方案385

18.2偏置电路设计需要考虑的条件389

18.2.1微带偏置电路389

18.2.2集总元件偏置电路391

18.2.3高PAE偏置电路393

18.2.4迁移电流限制394

18.3自偏置技术394

18.4多级放大器偏置396

18.5偏置电路的低频稳定性397

18.6偏置顺序398

参考文献398

习题398

第19章 功率合成400

19.1器件级功率合成400

19.2电路级功率合成402

19.2.1功能衰减404

19.2.2功率合成效率405

19.3功分器、正交混合网络和耦合器407

19.3.1功分器407

19.3.2 90°混合网络410

19.3.3耦合线定向耦合器410

19.4 N路合成器413

19.5共同合成器结构415

19.6隔离电阻的功率处理418

19.7空间功率合成418

19.8功率合成技术的比较419

参考文献420

习题421

第20章 集成的功能放大器423

20.1集成的限幅器/LNA423

20.1.1限幅器/LNA拓扑结构423

20.1.2限幅器的要求424

20.1.3肖特基二极管设计与限幅器结构425

20.1.4 10 W限幅器/LNA设计426

20.1.5测试数据与讨论429

20.2发射链430

20.2.1可变增益放大器432

20.2.2可变功率放大器434

20.2.3放大器的温度补偿435

20.2.4功率监视/检测436

20.2.5负载失配保护440

20.3放大器的级联441

参考文献441

习题443

第21章 放大器封装444

21.1放大器封装概述444

21.1.1历史简介445

21.1.2封装类型447

21.2封装材料448

21.2.1陶瓷448

21.2.2高分子化合物448

21.2.3金属448

21.3陶瓷封装设计449

21.3.1 RF馈通的设计449

21.3.2腔孔设计451

21.3.3偏置线452

21.3.4陶瓷封装结构452

21.3.5陶瓷封装模型453

21.4塑料封装设计453

21.4.1塑料封装454

21.4.2塑料封装模型454

21.5封装组装455

21.5.1芯片贴装455

21.5.2芯片引线键合456

21.5.3陶瓷封装的组装457

21.5.4塑料封装的组装458

21.5.5密封和包装459

21.6热性能考虑459

21.7封装使用的CAD工具460

21.8功率放大器模块460

参考文献461

习题462

第22章 晶体管和放大器的测量463

22.1晶体管测量463

22.1.1 I-V测量463

22.1.2 S参数测量464

22.1.3噪声参数测量467

22.1.4源牵引和负载牵引测量468

22.2放大器测量470

22.2.1使用RF探针测量470

22.2.2驱动放大器和HPA的测试471

22.2.3大信号输出VSWR472

22.2.4噪声系数测量473

22.3失真测量473

22.3.1 AM-AM和AM-PM473

22.3.2 IP3/IM3测量474

22.3.3 ACPR测量475

22.3.4 NPR测量475

22.3.5 EVM测量476

22.4相位噪声测量476

22.5恢复时间测量478

参考文献480

习题481

附录A物理常数和其他数据482

附录B单位和符号483

附录C频带命名485

附录D分贝单位486

附录E数学关系式489

附录F史密斯圆图490

附录G图形符号491

附录H首字母缩略词及缩写词492

附录Ⅰ符号列表497

附录J多通道与调制技术500