D类功率放大器（简称D类功放）是现代电子系统中重要的部件，但其存在固有的非线性特性。D类功放的非线性会导致信号带宽外的频谱再生或扩展，对邻近信道造成干扰。本论文对D类功放的具体电路、非线性特性及其引起的失真、记忆效应及其表现形式、行为模型的构建以及预失真技术都进行深入的研究。首先，给出发射机电路。发射机电路主要由脉冲宽度调制电路、死区时间控制电路、功率放大电路、匹配网络和换能器五个子模块电路构成，并且详尽的给出五个子模块电路的实现方法和仿真结果。其次，介绍D类功放非线性失真的概念、非线性引起的各类失真产物、记忆效应以及其表现形式。首先使用Pspice软件对D类功放的AM-AM和AM-PM特性、包络特性、谐波失真、互调失真和过渡特性等非线性特性进行仿真和分析，得到的非线性特性曲线都证明D类功放是一种非线性系统。重点分析影响D类功放非线性特征的一些主要因素——死区时间、MOS管栅源极电容、电源纹波和匹配网络。第三，提出两种改进的功放行为模型——无记忆的改进型BP神经网络模型和有记忆的改进型Elman神经网络模型。通过对这两种改进型神经网络模型的分析和比较知道：改进型BP神经网络模型在保证收敛精度的前提下具有很快的收敛速度（只要一次迭代就可以求解出结果）；改进型Elman神经网络模型不仅收敛精度高，而且收敛速度也很快（迭代100次后改进型Elman神经网络模型的误差函数可以精确到108）。仿真结果显示这两种神经网络模型都可以很好的描述D类功放的非线性特性，而且改进型Elman神经网络模型能很好的描述D类功放记忆效应。最后给出D类功放数字预失真技术的实现方法。