29dBm高效寬帶CMOS極化調(diào)制射頻功率放大器設計.pdf

1、基于CMOS工藝的極化調(diào)制射頻功率放大器具有高效率和高線性度的特點，應用于終端設備不僅可以提高數(shù)據(jù)率、降低功耗，還可以實現(xiàn)單芯片多模式的低成本解決方案。然而由于擊穿電壓、襯底耦合等問題，使用CMOS工藝設計高性能射頻功率放大器還有諸多挑戰(zhàn)。
　　本文設計的基于CMOS的極化調(diào)制射頻功率放大器由線性輔助開關放大器作為包絡放大器，由堆疊型差動E類放大器作為相位放大器。
　　在包絡放大器設計上，本文使用板級驗證電路對LTE信號包絡

2、的時域和頻域特性進行分析，用于指導包絡放大器指標分配，總結開關頻率與環(huán)路延時和放大器帶寬的關系，為效率優(yōu)化提供理論基礎。最終設計的線性輔助開關放大器由具有局部反饋的AB類放大器和具有邊沿控制驅(qū)動的低頻開關放大器構成，在3.3V供電電壓下，輸出電壓范圍為0.3V-3V，電流能力高達600mA，最高效率為91％，環(huán)路帶寬為98MHz和小于20mV峰峰值的開關紋波。
　　相位放大器設計，包含堆疊型差動E類射頻放大器的輸出級和驅(qū)動級設計。

3、輸出級設計主要考慮可靠性，驅(qū)動級設計主要考慮降低功耗。本文設計的相位放大器具有提高低輸出功率下效率的功率控制結構，在輸出功率為1210mW時，效率為70.5％，諧波控制在-60dBc以下。本文使用HJ0.18μm CMOS工藝設計了相位放大器驗證電路，已流片，測試結果顯示與理論相符。
　　本文對極化調(diào)制射頻功率放大器的物理設計與驗證進行了討論，包括版圖、封裝和測試方案設計。在放大20Mbps碼率的16QAM信號，輸出29.8dBm