随着5G技术发展进程的加快,射频功率放大器的需求日益增加。在射频功率放大器中被普遍应用的LDMOS器件,其性能直接影响了射频功率放大器的性能指标。高功率附加效率的射频功率放大器意味着系统可以更有效的实现功率放大。在输入功率较大的条件下,功率放大器的效率与晶体管的非线性效应相关,为此我们创造性的提出了通过优化器件结构实现功率放大器功率附加效率提升的方法,并以合作单位提供的功率器件为依托进行了一系列相关的实验测试,主要的研究工作有:首先,由于课题的研究中心是基于LDMOS器件结构优化提升功率放大器功率附加效率。为了更好的实现LDMOS器件在射频电路仿真环境中的应用,参照器件的实际测试数据,利用器件等效电学特性建模的方法在射频电路仿真环境中完成建模。通过使用电路仿真软件ADS进行射频功率放大器的搭建和仿真。其次,结合晶体管直流特性的数学模型,利用理论公式推导的形式,主要研究了器件的直流、交流特性的改变对放大器的效率的影响。具体研究器件静态偏置点变化对功率放大器工作状态、效率相关指标的影响以及器件的非线性直流特性对放大器功率增益的影响。通过公式推导发现,晶体管偏置点附近的跨导以及小信号增益对放大器大信号指标影响较大。接着,根据合作单位提供的两款LDMOS功率晶体管芯片,进行了直流、交流、射频性能相关的测试。根据射频功率放大器的设计方法,首先测试器件偏置点处的小信号S参数,完成功率放大器的搭建和其大信号参数指标的测试。通过对比两款器件的射频大信号指标,发现器件直流特性提升的同时实现了功率放大器的输出功率提升但是功率附加效率出现了降低。根据实际的测试情况,制定了通过器件结构优化实现功率放大器功率附加效率提升的方案。最后,基于公式推导的结果,提出对原有LDMOS器件的改进方案,通过Sentaurus工艺和电学仿真,得到器件直流和交流参数数据,利用等效电学特性建模的方法,在ADS射频电路仿真环境中进行功率放大器的搭建和仿真。通过改进后的结构与合作单位提供的两款器件结构进行仿真对比,在相同的工作条件以及匹配电路下,改进后的LDMOS器件搭建的功率放大器其功率附加效率提升了约3%左右,实现了通过器件结构优化,功率附加效率提升的目的。