單片集成射頻收發(fā)模塊功率放大器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近幾年來(lái)，無(wú)線通信、移動(dòng)終端、衛(wèi)星導(dǎo)航以及各類(lèi)雷達(dá)的迅速發(fā)展和大量的需求，促進(jìn)了單片微波集成電路(MMIC)和射頻集成電路(RFIC)的迅猛發(fā)展。各無(wú)線通訊應(yīng)用領(lǐng)域的收發(fā)機(jī)系統(tǒng)都逐漸向低成本、低功耗和高集成度的方向發(fā)展。射頻功率放大器作為無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)中核心模塊，其性能好壞直接影響著整個(gè)通信系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。在最近幾年里，關(guān)于單片集成的射頻功率放大器的研究成為了熱點(diǎn)。
　　 本文是根據(jù)硅基單片相控陣?yán)走_(dá)收發(fā)組件中的預(yù)功放的設(shè)計(jì)

2、需求，設(shè)計(jì)了一種單片集成的兩級(jí)功率放大器。從線性度方面考慮，這個(gè)兩級(jí)功率放大器的每一級(jí)均偏置在AB類(lèi)。為了獲得更高的功率效率，減小輸出級(jí)的AB類(lèi)放大器的導(dǎo)通角，使其更接近于B類(lèi)。
　　 本文首先詳細(xì)分析各種功率放大器的電路結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，并且討論了放大器的線性化技術(shù)和效率提高技術(shù)。隨后給出了所設(shè)計(jì)的兩級(jí)單片集成功率放大器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)講述，包括晶體管的選擇、偏置電路的設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)、負(fù)載/源牽引設(shè)計(jì)、

3、匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和PA的級(jí)聯(lián)等。最后給出了兩級(jí)PA電路的仿真結(jié)果，并對(duì)兩級(jí)功率放大器的效率和線性度做了簡(jiǎn)單分析。
　　 本設(shè)計(jì)采用TSMC0.35um SiGe BiCMOS工藝庫(kù)，使用Cadence Spectre RF工具進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。仿真結(jié)果顯示，在3GHz工作頻率下，這個(gè)兩級(jí)功率放大器的功率增益到達(dá)18.6dB、最大輸出功率為23.69dBm和峰值功率附加效率為39.16％。在1dB壓縮點(diǎn)處，放大器的輸出功率為19.97d