宽带功率放大器的研究与设计

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1、万方数据ResearchandDesignofBroadbandPowerAmplifierAThesisSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYBIANMiaomiaoSupervisedbyProfessorLIWenyuanandSeniorEnffYANWeSeniorEngineerYilInstituteofRF一&OE．ICsSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityMarch201

2、4J㈣喈燃万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：葺址日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。

3、除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：狮导师签名：扣．一q日期：万方数据摘要无线通信技术的飞速发展使得用户对多模多频通信的需求与日俱增，多模多频收发机是现今研究的热点。本课题研究和设计的宽带功率放大器即是用于多模多频收发系统电路中的核心组件。目前市场上，手机用的PAL大都是采用GaAs工艺。如果采用SiGeHBT工艺或SiGeBiCMOS工艺代替GaAs工艺，不仅可以降低成本，还可以提高产品集成度，从而得到性价比较高的PA。文章首先介绍了功率放大器设计中所涉及到的

4、各种器件的模型，包括HBT模型、集成无源器件模型和分立无源器件模型：然后详细介绍和分析了功率放大器有关理论，诸如功率放大器的基本性能、传统功率放大器理论、开关功率放大器理论、宽带功率放大器设计技术、宽带匹配理论，在这些理论基础上，按照宽带功率放大器的设计流程详细地介绍了各部分的设计过程，完成了宽带功率放大器芯片的设计；最后，给出了测试PCB的设计、测试方案以及测试调整。本课题设计的O．8GHz．2．1GHz宽带功率放大器针对GSM、TD．SCDMA及RFID三种应用系统，基于0．139mSiGeHBT工艺。该宽带功率放大器整体采用伪差分结构，为了到达增益的指标要求采用两级放

5、大器级联的方式。该两级放大器级间匹配网络使用匹配补偿技术抑制晶体管在低频端的高增益，从而改善增益平坦度，输入输出端采用低Q值多级匹配技术实现宽带匹配。其中，输入匹配网络与级间匹配网络相结合以保证增益的平坦性，同时还需要保证输入端的电压驻波比要求。考虑到功率放大器的带宽较宽，而且输出功率较大，输出匹配网络在片外PCB板上实现。该宽带功放芯片面积为1．62mmx1．66mm。后仿真结果表明该宽带功放的3-dB带宽为650MHz．2151MHz，增益最大值为24dB，输出ldB压缩点大于26dBm，最大输出功率大于29dBm，其对应的PAE大于36％。关键词：宽带功率放大器，匹配

6、补偿，宽带匹配，SiGeHBT工艺万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,therequirementofmulti-mode／multi—frequencycommunicationisgrowing．Itisanewresearchhotspottodesignmulti--mode／multi--frequencytransceiver．Thispaperistodesignabroadbandpoweramplifierinamulti·-mode／mu

7、lti·-frequencytransceiver．Inthecurrentmarket，PAincellphoneismostlybasedonGaAsprocess．Acost—effectivePACanbegotbyusingSiGeHBTorSiGeBiCMOStechnologyinsteadofGaAsprocess，whichmeanscallnotonlyreducethecostbutalsoCanimprovetheproductintegration．Inthispaper,first，th