現代RF放大器既需要線性也需要高效率。線性要求是源于現代調制方法的使用，如QAM（正交幅度調制）和OFDM（正交頻分多址調制，參考文獻1）。這些放大器還需要效率，以降低功耗和減少散熱。開發人員通常將現代RF放大器組件裝在天線桿內。這些“桿頂”放大器的設計中，外殼可以不含風扇且直接暴露在日光下。在功耗上每節省1W，就意味著少了1W的散熱器散熱需求。另外，對放大器過驅動會導致失真，產生諧波尖刺，使解調無法進行。這些尖刺會落入鄰近的頻段，也許是手機公司并不擁有的頻段。FCC（聯邦通信委員會）對這種ACLR（鄰道泄漏比）有嚴格的限制。

所以，你有兩個理由去實現良好的線性度：這樣才能精確地調制信號，這樣你的信號才不會干擾鄰近的信號。同樣重要的是，你能在輸出級獲得最佳的功率效率。問題是，線性與效率是互斥的。

在頻域和時域中都可以查看RF放大器的失真。在時域中，能夠形象地看到一個通過RF放大器的切角或平頂正弦波，如同驅動過度而靠近電壓軌的音頻信號一樣（圖1）。在頻域中，放大器失真表現為包含諧波的“邊緣”，它進入了鄰近頻段范圍內（圖2）。對于任何放大器，希望的功率越高，則得到的失真就越嚴重。在RF頻率下，不僅有幅度失真，還有相位失真，以及由于熱瞬變和電記憶效應所帶來的失真（圖3）。相位失真出現于快速轉換速率區中，RF輸出滯后于輸入信號的情況，如當載波信號進入大地時，或當一個調制包絡必須立即變到一個不同電平時。

為了在一個確定帶寬內裝入更多信息，現代調制技術依賴于準確接收的RF信號包絡。有了準確的電壓與相位，就可以解碼出代表某個數字碼的點的星座。這個碼產生出一個數字數據流，然后進一步解碼成一個基帶語音或數據信號。

較老的調制方法對放大器的線性比較不敏感。AM（調幅）收音機與模擬電視廣播都使用AM方式，它依賴的是RF信號的峰值。任何失真對所有峰值都有相同影響，而對所有接收信號的質量影響不大。FM（調頻）收音機與模擬電視的音頻信號采用的是FM方式，它取決于波形的零交越。因此任何幅度非線性都沒有影響。相位失真對零交越有影響，但它們是均勻的效果，不會影響FM調制。

提高RF放大器線性有多種技術。首先，可以采用更好的晶體管。于是，制造商會在RF晶體管生產中采用GaAs（砷化鎵）和其它III-V族半導體工藝，即至少一個III族元素和至少一個V族元素組成的化學化合物。另外，還可以嘗試用SiGe（硅鍺）晶體管，也許再加上CMOS工藝（參考文獻2）。雖然SiGe比GaAs慢，噪聲也大，但通常也夠用了，尤其是在低于3 GHz的頻率下。工程師面臨著在RF放大器中采用CMOS的壓力，因為它的成本低，但CMOS的工作電壓低，因此難以在功率放大器中實現。CMOS還有高的噪聲系數，降低方法是增加晶體管結構的尺寸，但這種辦法也增加了雜散電容，降低了產品的工作頻率。RFMD和其它公司提供藍寶石上做的CMOS，所有晶體管下面都有一個介電隔離層（參考文獻3）。這種方法有成本優勢，減少了雜散電容。

受市場驅動的現實是，工程師們可以用CMOS制造用于Wi-Fi熱點應用的小功率RF放大器。手機需要更特殊的工藝，如SOI（絕緣硅），GaAs將在近期手機基站上占支配地位。

一旦你的功率放大器有了線性良好的晶體管技術，接下來要關注放大器的架構。你可以從一種間斷驅動的架構（如Class C型）轉換到一種更連續的類型，如Class AB型。Class C的效率高，因為它用一只晶體管驅動一個儲能電路，產生出供發射的RF正弦波。但遺憾的是，Class C放大器不適應現代的線性需求，尤其是基站。獲得良好線性的一種方式是減少對放大器的驅動，這樣晶體管就不會接近飽和，輸出電壓擺幅就完全處于電源軌的范圍內。不幸的是，這種方案的效率最差。

為解決這個問題，可以嘗試采用一種Doherty放大器，它是一種復合型設備，使用了一個主通道和一個輔助RF通道，可以在信號強度低時節省功耗，而當需要較高功率時，仍能適應較大的信號擺幅（圖4）。Doherty放大器架構運行很好，但它增加了理想的簡單放大器級的器件數和復雜性。