Abstract

TIRADO-MENDEZ, J.A.  and  JARDON-AGUILAR, H.. High-efficiency class E power amplifier using SI-GE HBT technology. J. appl. res. technol [online]. 2004, vol.2, n.2, pp.95-106. ISSN 2448-6736.

Una de las principales metas de los diseñadores de circuitos de RF es llevar a cabo equipos personales de comunicación de mayor eficiencia y autonomía. Actualmente se utilizan fuentes de alimentación de bajos niveles con el fin de evitar peso y volumen excesivo en los sistemas personales. Además, la autonomía y la eficiencia están íntimamente ligadas a la energía usada por los circuitos. El amplificador de potencia es uno de los dispositivos que extrae más energía de la batería, por lo cual, incrementando la eficiencia del amplificador, se mejora el desempeño del equipo personal. En publicaciones anteriores se ha señalado la diferencia de los amplificadores de potencia donde la etapa de salida de éste trabaja como I) fuente de corriente o como II) interruptor. Un amplificador de potencia clase E es un circuito cuya salida trabaja como un interruptor, obteniendo un gran desempeño y poseyendo una gran eficiencia en potencia, alcanzando, en un caso ideal, el 100%. En este artículo se analiza, diseña, simula, construye, y se caracteriza un amplificador de potencia clase E, usando un transistor HBT de Silicio-Germanio como elemento activo. El circuito se optimizó mediante un simulador de balance armónico (Microwave Office ® [1]). Se obtuvo una eficiencia medida del 70%, después de un proceso de optimización, sin embargo, se puede esperar un mejor desempeño si se utiliza un transistor con mejores características y elementos discretos de mayor precisión. El circuito fue diseñado a una frecuencia de operación de 900 MHz y polarizado con 2.4 V. Sin embargo, es bien sabido que bajos voltajes de polarización conllevan a una degradación de la eficiencia, la linealidad, la ganancia en potencia, el ancho de banda, la figura de ruido, así como el costo. El amplificador de potencia clase E reportado en este artículo posee una alta eficiencia, ganancia en potencia, así como un amplio ancho de banda con bajo nivel de polarización de voltaje.

Keywords : High-Efficiency; Class E Power Amplifier; Low-level voltage.