射频发射机是无线通信系统的关键部分,而射频功率放大器(RF power amplifier)又是射频发射机中的核心部件。射频功率放大器的效率、增益、线性度等性能指标很大程度上决定了射频发射机的整体性能,因此,射频功率放大器的一直都是射频领域研究的热点。现代无线通信系统要求射频功率放大器有更高的效率、更大的输出功率及更好的线性度,而传统的线性射频功率放大器的效率一直很低,很难满足高效率的要求,E类及逆E类射频功率放大器则能很好的解决效率的问题。E类及逆E类射频功率放大器使有源器件工作在开关状态,使得流过有源器件的电流与有源器件两端的电压不交叠,这样电流电压乘积为零,有源器件本身不消耗功率,E类及逆E类射频功率放大器在理论上就能获得100%的效率。本文首先介绍了射频功率放大器的用途、指标、分类,以及各类射频功率放大器的基本原理和优缺点。然后,本文详细阐述了E类及逆E类射频功率放大器的电路原理,并通过数学推导导出E类及逆E类射频功率放大器负载回路的各元件值。再用集总元件及微带线分别设计了E类及逆E类射频功率放大器,以此介绍E类及逆E类射频功率放大器的基本设计步骤。接着,使用氮化镓(GaN)晶体管设计了一个宽带E类射频功率放大器,通带范围从1.2GHz-2.2GHz,通带内功率附加效率(PAE)不低于53%,增益不低于11dB,但增益的平坦度较差。针对这个问题,本文提出了一种基于RLC串联谐振回路的负反馈网络,增加了通带内增益的平坦度。最后,本文使用基于TSMC0.18μm的CMOS工艺设计了E类及逆E类射频功率放大器,并详细分析了在CMOS工艺的环境下逆E类射频功率放大器相比较于E类的优势。