應(yīng)用于4G通信功率放大器及射頻開關(guān)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(hào)的輸出功率，射頻開關(guān)則用于將放大后的信號(hào)傳送至天線，所以它們?cè)跓o線收發(fā)系統(tǒng)中的地位至關(guān)重要。隨著4G技術(shù)的不斷成熟，中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)對(duì)4G射頻芯片尤其是4G射頻功率放大器芯片和射頻開關(guān)芯片的需求也越來越多。本課題分別設(shè)計(jì)了應(yīng)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(guān)芯片。
　　本文先介紹了無線通信技術(shù)的發(fā)展，簡(jiǎn)述了無線通信射頻前端的基本架構(gòu)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(guān)芯片國(guó)內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)態(tài)。其次對(duì)射頻功率放大器和射頻開關(guān)的基本原理做了簡(jiǎn)要的論述和說明。緊接著又介紹了GaAs半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)，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(shù)。
　　另外，文章對(duì)功率放大器和射頻開關(guān)設(shè)計(jì)過程做了介紹，并對(duì)出現(xiàn)的重要問題做了分析，相應(yīng)的提出了解決方法：（1）隨著輸出信號(hào)功率的升高，GaAs HBT會(huì)產(chǎn)生自熱效應(yīng)，這將會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)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(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)的有源偏置電路，該電路可以補(bǔ)償因自熱效應(yīng)產(chǎn)生的直流偏置點(diǎn)偏移，有效的解決了增益提前壓縮的問題。（2）通過在每個(gè)管芯的基極處添加一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)，使放大器在整個(gè)工作頻段上都能穩(wěn)定輸出信號(hào)。（3）功率放大器的輸出匹配單獨(dú)設(shè)計(jì)在片外，這十分方便電路調(diào)試，而且可以得到更高的輸出功率。（4）設(shè)計(jì)芯片版圖和測(cè)試板時(shí)，對(duì)高頻寄生問題和接地問題做了充分的考慮。
　　芯片的測(cè)試結(jié)果表明：功率放大器的小信號(hào)