变压器在射频设计中执行许多有用的功能，包括：
阻抗匹配。
电路两部分之间的隔离。
平衡和不平衡信号环境之间的转换。
实现射频变压器的方法有多种。简单的方法是使用一对磁耦合
线圈。为了帮助增加线圈之间的耦合，这种变压器通常还包括磁芯。
图 1 显示了输入和输出处带有变压器的推挽式射频功率放大器。
输入和输出处带有变压器的推挽式射频功率放大器。
图 1.变压器耦合推挽放大器使用两个变压器来产生输入和输出信号。图片由 Steve Arar 提供
为了理解上述电路的局限性，我们需要了解实际变压器的非理想性。本文探讨了磁耦合磁芯变压器在高频下表现出的主要非理想性。我们将首先概述该变压器的理想版本。
理想的磁耦合变压器
理想的变压器在初级线圈和次级线圈之间提供完美的磁耦合，并且没有能量损失。图 2 显示了理想 1: n变压器的原理图符号。注意极性点——它们标识哪些
端子是同相的。
变压器原理图符号。
图 2.变压器原理图符号。图片由 Steve Arar 提供
变压器点约定指定每个线圈相对于另一个线圈绕磁芯缠绕的方向。在图2中，根据点约定，流入初级线圈的点端的电流将从次级线圈的点端流出。
根据图中所示的电压极性和电流方向，理想变压器的两个定义方程为：
v2 = nv1
等式 1。
i2 = ?i1n
等式2。
等式2。
在哪里：
i 1是初级电流。
i 2是次级电流。
v 1是初级电压。
v 2是次级电压。
等式 2 中的负号是由我们将i 2绘制为图 2 中变压器的点状次级端子的输入得出的。如果我们将i 2绘制为退出点端子，则符号将为正。
不完美的磁力耦合
实际上，一个线圈产生的磁通量只有一部分耦合到另一个线圈。初级和次级绕组之间的耦合程度用互感（M）来表征，如图3所示。
由两个具有互感的电感器组成的理想变压器。
图 3.由两个具有互感的电感器组成的理想变压器。图片由 Steve Arar 提供
线圈之间的磁耦合取决于以下因素：
线圈之间的间隔。
线圈的方向。
每个线圈的匝数。
磁芯的磁性。
对于上述电路，初级和次级电压可以用以下相量方程表示：
V 1 = j ω L 1 I 1 + j ω M I 2
等式 3。
V 2 = j ω L 2 I 2 + j ω M I 1
等式 4。
在哪里：
L 1是初级线圈单独的电感，次级开路。
L 2是次级线圈的自感。
M是互感，并且必须是正值。
根据点惯例，如果电流被发送到耦合电感器的点端子中，则链接线圈的磁通量增强线圈的自磁通。这就是为什么在等式 3 和 4 中将互感项添加到自感项中。相反，如果一个线圈电流进入线圈的有点端，而另一个线圈电流进入线圈的无点端，则我们减去自感项中的互感项。
磁耦合程度也可以通过耦合系数参数（k）来指定，定义为：
k = M √ L 1 L 2
等式 5。
等式 5。
M的值为 \(\sqrt{L_{1} L_{2}} \)。由于M必须为正值，这意味着k的值为 0，值为 1。当k = 0 时，不存在耦合。
√ L 1 L 2 大多数电力系统变压器的k接近 1。由于大多数
集成电路工艺中没有可用的磁性材料，因此射频集成电路电感器的总体耦合系数通常为 0.8 至 0.9。
