无线通信和微电子技术的迅猛发展对射频功率放大器功率、频率、效率和高温特性提出了更高的要求。E类功率放大器作为开关类功率放大器的一种,理想效率可达100%。而第三代宽禁带半导体材料SiC制作的MESFET,由于其高击穿电压和低输出电容适于设计E类功率放大器。本文首先研究了4H-SiC MESFET的大信号模型,通过实验值与仿真值的对比,验证了修正的Curtice-Cubic模型的正确性。比较了经典功率放大器与开关类功率放大器的工作原理,得出开关类功率放大器具有更高效率的优点,并对并联电容E类功率放大器及其设计参数进行了理论推导和分析。然后,通过单位元件概念、科洛达等式和理查德变换,设计了一个基于CRF24010型4H-SiC MESFET的微带线E类功率放大器。为了获得较高的效率,所设计的E类负载网络由短截线构成,可以匹配E类负载电阻至标准电阻且抑制高至5阶的谐波。使用ADS软件仿真该电路,工作频率2.14GHz、漏极偏压33V和栅极偏压-12.5V下,电路峰值效率可达70.5%,效率为77.9%,输出功率达42dBm,增益为10dB。最后,本文通过研究4H-SiC MESFET的导通电阻、击穿电压、漏极电流下降时间和漏源电容等晶体管参数,分析了由晶体管导致的功率损耗,并证明了SiC MESFET是E类工作模式的最佳选择。