Doherty放大器最重要的特性是負(fù)載調(diào)制（load modulation），它完美地合成了兩個(gè)放大器的不對(duì)稱輸出功率。在小功率等級(jí)下只有一個(gè)放大器（稱為載波放大器，carrier amplifier）以低功率電平工作，并且在相同功率等級(jí)下Doherty 功放的效率是采用兩倍大放大器在相同輸出功率等級(jí)下所獲得的效率的兩倍。Doherty 功放兩個(gè)放大器（第二個(gè)稱為峰值放大器（peaking amplifier））以更高的功率電平產(chǎn)生功率，并且由于良好的負(fù)載調(diào)制特性，載波放大器（carrier amplifier）在該區(qū)域中以峰值效率模式工作。該特性提供了對(duì)幅度調(diào)制信號(hào)的有效放大。受載波和峰值放大器的電流比調(diào)制的負(fù)載可以自我調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)輸出功率等級(jí)下的峰值效率：其中當(dāng)峰值放大器（PA，peaking amplifier）剛導(dǎo)通時(shí)，載波放大器（CA，carrier amplifier）提供第一個(gè)峰值效率，當(dāng)兩個(gè)放大器產(chǎn)生其滿功率時(shí)，在這個(gè)輸出功率等級(jí)下Doherty放大器處于第二個(gè)峰值效率點(diǎn)。 Doherty負(fù)載調(diào)制的另一個(gè)重要特性是放大器的總增益是恒定的，既它提供的是線性放大。

負(fù)載調(diào)制行為：負(fù)載阻抗調(diào)制

圖1.1由電壓和電流源驅(qū)動(dòng)的負(fù)載調(diào)制電路

最簡單的負(fù)載阻抗調(diào)制概念說明如圖1.1所示，其中壓控電壓源（VCVS，voltage-controlled voltage source ）與壓控電流源（VCCS，voltage-controlled current source）以及負(fù)載電阻R并聯(lián).VCVS看到阻抗Z1由電流I2調(diào)制，如下面的方程所示：

將電流I2從零變?yōu)镮R = V1 / R，Z1從R變?yōu)?infin;。在該電路中，VCCS（壓控電流源）調(diào)制VCVS（壓控電壓源）的負(fù)載阻抗。在Doherty放大器中，使用I2調(diào)制Z1的能力被適當(dāng)?shù)赜糜诟櫡糯笃鞯淖罴炎杩梗栽诨赝溯敵龉β孰娖较乱材苡行У夭僮鳌D1.1中的設(shè)置的一個(gè)重要特性是整個(gè)Doherty系統(tǒng)的線性度僅由壓控電壓源（VCVS，voltage-controlled voltage source ）的線性度決定，因?yàn)樨?fù)載兩端的電壓Vout總是等于V1。因此，只要V1與Vin成線性比例，無論I2的值如何，都可以保證線性。為此目的，阻抗Z1應(yīng)通過指定I2對(duì)Vin曲線來跟蹤給定的阻抗曲線與Vin的關(guān)系。雖然在數(shù)學(xué)上很容易定義它，但在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)給定的I2與Vin曲線可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。

在負(fù)載調(diào)制技術(shù)中，VCVS和VCCS具有重要作用。前者確保放大器的線性度，而后者用作負(fù)載調(diào)制器件，其I2對(duì)Vin曲線確定VCVS看到的阻抗Z1。這兩個(gè)屬性對(duì)于Doherty電路配置的推導(dǎo)都很重要。

Doherty放大器使用不同的電路拓?fù)溥M(jìn)行負(fù)載調(diào)制。它由兩個(gè)放大器（兩個(gè)電流源）和一個(gè)阻抗反相網(wǎng)絡(luò)組成，該阻抗反相網(wǎng)絡(luò)將一個(gè)電流源轉(zhuǎn)換為電壓源。該轉(zhuǎn)換放大器稱為載波放大器，另一個(gè)電流源放大器稱為峰值放大器。

圖1.2 Doherty放大器的工作圖

圖1.2顯示了分析Doherty放大器電路的操作圖。輸出負(fù)載通過阻抗逆變器（四分之一波傳輸線）連接到載波放大器，并直接連接到峰值放大器。在該圖中，峰值功率下載波和峰值放大器的最佳功率匹配阻抗為R0，當(dāng)峰值放大器關(guān)閉時(shí)，載波放大器的負(fù)載由于兩個(gè)放大器的并聯(lián)連接而變?yōu)镽0 / 2 。假設(shè)器件的輸出電容器諧振，四分之一波長線的相位延遲在輸入端得到補(bǔ)償。

阻抗逆變器的特征阻抗也為R0。載波放大器在Z1‘和Z1處的負(fù)載阻抗如圖1.2所示，由下式給出：

其中α= I2 / I1' 方程（1.3）表明表示載波放大器的電流源I1看到的負(fù)載阻抗由第二電流源I2調(diào)制， I2是峰值放大器的輸出電流。應(yīng)注意，由于阻抗變化，I1’與I1不同。此外，在正常的Doherty操作中，峰值放大器的電流電平從0變化到I1=Imax，Imax是兩個(gè)放大器的最大電流，α從0變?yōu)?。通常情況下，I1和I2可以處理相同的電流量，即兩個(gè)放大器的相同尺寸器件，當(dāng)I2 =I1=Imax時(shí)，在峰值功率情況下，Z1為R0，因?yàn)樵诜逯倒β是闆r下I1等于I1‘。當(dāng)I2 = 0時(shí)Z1為2R0，且I2介于0和Imax之間變化時(shí)，Z1也在兩個(gè)值之間變化。這是Doherty負(fù)載調(diào)制行為，如圖1.3C所示。

因?yàn)殡娏鱅2為零，因此峰值放大器提供開路負(fù)載直到它導(dǎo)通。在導(dǎo)通之后，阻抗Z2也被類似地調(diào)制，其由下式給出：

圖1.3 載波和峰值放大器的電流，電壓和負(fù)載阻抗形狀：（A）電流曲線，（B）電壓曲線，（C）負(fù)載阻抗

負(fù)載調(diào)制行為也在圖1.3C中描述。載波阻抗從2R0調(diào)制到R0，峰值阻抗從無窮大調(diào)制到R0。在該圖中，假設(shè)每個(gè)電流源與輸入電壓成線性比例，并且R0等于晶體管的ROPT，即最佳功率匹配電阻。如圖1.3A所示，由于峰值放大器的C類偏置，I2在中點(diǎn)導(dǎo)通，并且增加到最大值。由于B類偏壓，I1從零柵極電壓線性增加。在該操作中，峰值放大器的跨導(dǎo)應(yīng)該是載波放大器的跨導(dǎo)的兩倍，這是由于其輸出電壓擺幅的一半用于產(chǎn)生最大電流。為了獲得兩倍大的跨導(dǎo)，峰值放大器應(yīng)該比載波放大器大兩倍。但在這種情況下，只有一半的峰值電流被利用，浪費(fèi)了功率生成能力。為了解決這個(gè)問題，開發(fā)了不均勻的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將在后面的文章中介紹。