應(yīng)用于LTE的SiGe-MMIC功率放大器的研究.pdf

1、射頻功率放大器在現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，如在雷達(dá)、導(dǎo)航、衛(wèi)星通信、電子對(duì)抗、無(wú)線局域網(wǎng)等領(lǐng)域都有應(yīng)用。隨著下一代移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)射頻功率放大器的要求也越來(lái)越高，無(wú)論是在效率和輸出功率，還是在線性度和功耗上都提出了更高的要求。
　　功率放大器是無(wú)線發(fā)射機(jī)中的核心模塊之一，在射頻系統(tǒng)中起著非常關(guān)鍵的作用，直接影響著整個(gè)系統(tǒng)性能的好壞。本課題在對(duì)國(guó)內(nèi)外SiGe HBT（異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管）功率放大器進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)

2、研的基礎(chǔ)上，提出了一種應(yīng)用于下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)LTE（Long Term Evolution長(zhǎng)期演進(jìn)）的SiGe HBT功率放大器，設(shè)計(jì)優(yōu)化了電路參數(shù)，基于0.18μm SiGe BiCMOS工藝設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)了SiGe功率放大器電路版圖，通過(guò)了LVS（版圖后仿真驗(yàn)證），得到了優(yōu)異的性能。
　　本文基于SiGe HBT技術(shù)，開展了功率放大器芯片的研究工作，主要研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)包括：
　　1、介紹了SiGe HBT的結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析

3、了其優(yōu)點(diǎn)，從電路角度說(shuō)明了該器件應(yīng)用在射頻功率放大器中的優(yōu)勢(shì)；
　　2、分析了SiGe HBT的頻率特性，建立了SiGe HBT的大信號(hào)等效電路模型，對(duì)于準(zhǔn)確模擬電路的性能具有重要意義；
　　3、研究了自適應(yīng)線性化偏置電路，有效補(bǔ)償了功率放大器在大信號(hào)狀態(tài)下的增益壓縮和相位失真，并在偏置電路中加入了溫度補(bǔ)償電路，有效抑制了功率晶體管的自熱效應(yīng)；
　　4、基于0.18μm SiGe BiCMOS工藝，設(shè)計(jì)了一種三級(jí)全集成

4、式的SiGe HBT功率放大器結(jié)構(gòu)，獨(dú)立完成了SiGe HBT功率放大器電路版圖設(shè)計(jì)。其中，三級(jí)電路的級(jí)間匹配網(wǎng)絡(luò)采用片上元件實(shí)現(xiàn)，集成在片內(nèi)，提高了集成度；輸入和輸出網(wǎng)絡(luò)采用片外元件實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)了芯片的可調(diào)性；匹配網(wǎng)絡(luò)靈活采用L型和T型兩種形式，有效地利用了鍵合線電感；功率放大管的發(fā)射極通過(guò)背孔接地，最大限度減少了發(fā)射極電感對(duì)增益的影響；
　　5、對(duì)電路進(jìn)行了版圖后仿真驗(yàn)證，得到了良好的結(jié)果：三級(jí)電路聯(lián)合后仿真結(jié)果顯示功放芯片的反