0.18μmcmos無線傳感器網(wǎng)絡(luò)功率放大器設(shè)計(jì)

1、DESIGNOFO18“mCMOSWSNPOWERAMPLIFIERAThesisSubmittedtoSoutheastUniVersi夠FortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYChenXingSuperVisedbyProfessorLiZhi—qunandSeniorEngineerXieqifeng3enlOrEnglneer天1ealtengSchoolofIntegratedCi

2、rcuitsSoutheastUniVers塒Janua巧2012摘要摘要無線傳感網(wǎng)絡(luò)(wSN，WirelessSensorNetwork)因?yàn)槠渚薮蟮膽?yīng)用前景而受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛的重視，被認(rèn)為是二十一世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。射頻功率放大器位于發(fā)射機(jī)的末端，將調(diào)制和變頻后的信號進(jìn)行功率放大并通過天線傳輸出去，是無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊之一，因此研制射頻集成功率放大器對無線通信具有重要的意義。本文描述了WSN射頻收發(fā)機(jī)中功率放大

3、器的電路結(jié)構(gòu)的確定以及電路的前仿真、后仿真過程，并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。由于WSN系統(tǒng)低功耗的要求，該功率放大器并不需要太高的功率輸出和功率增益，而效率是關(guān)鍵指標(biāo)。權(quán)衡效率、線性度、增益、功率等方面，最終的電路采用全差分的AB類單級共源共柵結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過控制晶體管的通斷實(shí)現(xiàn)功率控制。論文給出了電路設(shè)計(jì)、前仿真結(jié)果與分析、版圖設(shè)計(jì)和后仿真結(jié)果與分析。后仿真結(jié)果表明，在典型工藝角、室溫和18V電源電壓下，功放電路工作頻率能覆蓋2424835

4、GHz，具有186dB的功率增益，10OdBm的輸出1dB壓縮點(diǎn)，1dB輸出時(shí)約28％的功率附加效率(PAE)，在某一固定輸入功率下，通過3比特功率控制碼，輸出端可以得到7種不同的功率輸出。芯片面積為18rIullO6mm。芯片經(jīng)過流片測試驗(yàn)證，由于輸入端未進(jìn)行匹配，最高增益時(shí)＆l約為11dB，輸出1dB壓縮點(diǎn)約為14dBm，效率約為22％。本文設(shè)計(jì)的PA模塊基本滿足WsN射頻前端的要求，經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化可以應(yīng)用于WSN射頻芯片中。關(guān)鍵詞