應用于4G通信功率放大器及射頻開關研究.pdf

1、功率放大器在無線發(fā)射器的末端主要用于提高上變頻信號的輸出功率，射頻開關則用于將放大后的信號傳送至天線，所以它們在無線收發(fā)系統(tǒng)中的地位至關重要。隨著4G技術的不斷成熟，中國手機市場對4G射頻芯片尤其是4G射頻功率放大器芯片和射頻開關芯片的需求也越來越多。本課題分別設計了應用于4G多模多頻功率放大器模塊中的功率放大器芯片和射頻開關芯片。
　　本文先介紹了無線通信技術的發(fā)展，簡述了無線通信射頻前端的基本架構和其面臨的挑戰(zhàn)，并介紹了功率放

2、大器芯片和射頻開關芯片國內外的發(fā)展動態(tài)。其次對射頻功率放大器和射頻開關的基本原理做了簡要的論述和說明。緊接著又介紹了GaAs半導體材料的物理性質，GaAs工藝制作以及GaAs HBT的高頻性能，和功率放大器線性化技術。
　　另外，文章對功率放大器和射頻開關設計過程做了介紹，并對出現(xiàn)的重要問題做了分析，相應的提出了解決方法：（1）隨著輸出信號功率的升高，GaAs HBT會產(chǎn)生自熱效應，這將會導致靜態(tài)工作點產(chǎn)生偏移，最終使得增益發(fā)生坍

3、塌。為此本文基于鏡像電流源偏置電路設計一個自適應的有源偏置電路，該電路可以補償因自熱效應產(chǎn)生的直流偏置點偏移，有效的解決了增益提前壓縮的問題。（2）通過在每個管芯的基極處添加一個RC網(wǎng)絡，使放大器在整個工作頻段上都能穩(wěn)定輸出信號。（3）功率放大器的輸出匹配單獨設計在片外，這十分方便電路調試，而且可以得到更高的輸出功率。（4）設計芯片版圖和測試板時，對高頻寄生問題和接地問題做了充分的考慮。
　　芯片的測試結果表明：功率放大器的小信號