應(yīng)用于相控陣?yán)走_(dá)的SiGeBiCMOS功率放大器設(shè)計(jì).pdf

1、相控陣?yán)走_(dá)在軍事和民用領(lǐng)域都展示出了很大的應(yīng)用價(jià)值。相控陣?yán)走_(dá)主要可以分為有源與無(wú)源兩種，有源相控陣?yán)走_(dá)相比于無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)最大的區(qū)別是每一個(gè)輻射點(diǎn)都有一個(gè)專有的T/R組件。T/R組件主要包括低噪聲放大器（LNA），可變?cè)鲆娣糯笃鳎╒GA），移相器（Phase shifter），單刀雙擲開(kāi)關(guān)（SPDT），功率放大器（PA）以及數(shù)字控制電路。其中功率放大器由于功耗高，占用面積大，成為決定T/R組件性能與成本的關(guān)鍵模塊。
　　早期功率

2、放大器多采用GaAs，InP，GaN等三五族化合物半導(dǎo)體工藝。但是GaAs等工藝成本高，散熱特性差，而且不能與硅襯底集成，不利于設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)級(jí)芯片。SiGe HBT(硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)具有高的截止頻率，高增益，高功率密度、良好的線性度、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。SiGe HBT與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝相結(jié)合形成的SiGe BiCMOS工藝具有高散熱率，低成本，而且能夠與其它CMOS電路集成制造系統(tǒng)級(jí)芯片的優(yōu)點(diǎn)，目前已成為中等功率射頻功率放大器的一個(gè)

3、有力選擇。
　　本論文的主要工作及貢獻(xiàn)如下：
　　1.對(duì)射頻功率放大器的相關(guān)理論進(jìn)行了分析總結(jié)。對(duì)功率放大器產(chǎn)生非線性失真，包括增益壓縮，三階交調(diào)的原因進(jìn)行了分析。對(duì)功率放大器的設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析總結(jié)，并以此為指導(dǎo)完成電路設(shè)計(jì)和仿真。
　　2.基于國(guó)外某foundry提供的0.13um SiGe BiCMOS工藝設(shè)計(jì)了一種4-6GHz頻率范圍的單級(jí)功率放大器，并流片驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明，在4-6GHz

4、范圍內(nèi)，功率增益大于18.4dB，飽和輸出功率大于22.7dBm，輸出1dB壓縮點(diǎn)大于17.1dBm，OP-1處的功率附加效率大于18.1％，帶內(nèi)最大功率附加效率大于28.5%。
　　3.設(shè)計(jì)了一種6-8GHz頻率范圍的兩級(jí)單片全集成功率放大器，并流片驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明，在6-8GHz范圍內(nèi)，功率增益大于23.8dB，飽和輸出功率大于19.4dBm，輸出1dB壓縮點(diǎn)大于17.1dBm，OP-1處的功率附加效率大于13.4%，帶內(nèi)最