一种0.15 μm GaAs pHEMT高效率功率放大器

基于0.15 μm GaAs(D-Mode)pHEMT工艺,采用多级级联的方式,设计了一种中心频率为2.4 GHz的高效率功率放大器。采用两级级联放大结构,驱动级采用共源结构,提高了输出功率和线性度。功率级采用自偏置技术共源共栅结构,增益和效率得到提升。工作模式分别为A类和AB类。版图面积为1.45 mm²。仿真结果表明,在驱动级电路工作于5 V、功率级电路工作于10 V、频率为2.4 GHz的条件下,1 dB压缩点功率为31.99 dBm,最大输出功率为32.01 dBm,小信号增益为30.51 dB,功率附加效率为40.74%。输入功率为1.48 dBm时,在1.94~2.82 GHz频带内,输出功率为30.29~32.07 dBm,功率附加效率为30%~41.9%,小信号增益峰值为31.97 dB,3 dB带宽为880 MHz。     

基于0.18μm CMOS工艺的2.4/5.2GHz双频段LNA的设计

采用0.18 μm CMOS工艺,实现了双频段低噪声放大器设计.通过射频选择开关,电路可以分别工作在无线局域网标准802.11g规定的2.4 GHz和802.11a规定的5.2 GHz频段.该低噪声放大器为共源共栅结构,设计中采用了噪声阻抗和输入阻抗同时匹配的噪声优化技术.电路仿真结果表明:在2.4 GHz频段电路线性增益为15.4 dB,噪声系数为2.3 dB,1 dB压缩点为-12.5 dBm,IIP3为-4.7 dBm;5.2 GHz频段线性增益为12.5 dB,噪声系数为2.9 dB,1 dB压缩点为-11.3 dBm,IIP3为-5.5 dBm.     

有源电感复用型2.4GHz/5.2GHz双频段LNA

采用可调谐有源电感复用结构,设计了一款用于3G TD-SCDMA和WLAN的2.4GHz/5.2GHz双频段低噪声放大器(DB-LNA)。2.4GHz频段电路采用折叠共源共栅(FC)结构,5.2GHz频段电路采用共栅(CG)结构。FC和CG结构均采用可调谐有源电感,通过调谐有源电感的等效阻抗,优化匹配到源阻抗。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,实现了有源电感复用型DB-LNA。ADS仿真结果表明,频率为2.4GHz时,S21=35dB,NF=4.42~4.59dB,IIP3=0dBm,P-1dB=-14dBm;频率为5.2GHz时,S21=34dB,NF=2.74~2.75dB,IIP3=-5dBm,P-1dB=-9dBm。     

有源电感复用型2.4 GHz/5.2 GHz双频段LNA

采用可调谐有源电感复用结构,设计了一款用于3G TD-SCDMA和WLAN的2.4 GHz/5.2 GHz双频段低噪声放大器(DB-LNA)。2.4 GHz频段电路采用折叠共源共栅(FC)结构,5.2 GHz频段电路采用共栅(CG)结构。FC和CG结构均采用可调谐有源电感,通过调谐有源电感的等效阻抗,优化匹配到源阻抗。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,实现了有源电感复用型DB-LNA。ADS仿真结果表明,频率为2.4 GHz时,S₂₁=35 dB,NF=4.42～4.59 dB,IIP3=0 dBm,P-1dB=-14 dBm;频率为5.2 GHz时,S₂₁=34 dB,NF=2.74～2.75 dB,IIP3=-5 dBm,P-1dB=-9 dBm。     

基于SiGe HBT的射频功率放大器

基于国内的0.18μm SiGe BiCMOS工艺,针对该工艺下SiGe HBTs功率器件击穿电压、工作频段的稳定性和最优负载阻抗值等方面的研究,给出了功率放大器的设计优化过程,比较了功率SiGe HBTs在共射和共基两种结构下的频率与最大功率增益性能.实现了一款应用于2.4GHz无线通信的全集成A类功率放大器.测试结果表明:S11-13dB,S22-10dB,S21=13.8dB,输出1dB压缩点为10.97dBm,饱和输出功率为16.7dBm.     

采用多级噪声抵消技术的CMOS全差分LNA设计

设计了一种用于2.4GHz RFID单芯片阅读器的CMOS低噪声放大器(LNA)。该设计采用全差分共源共栅结构和新颖的多级噪声抵消技术,不仅减小了电路的噪声而且增加了系统的线性度。芯片采用标准UMC 0.18um CMOS工艺,工作电压为1.2V时,消耗电流小于8mA,后仿真结果表明2.4GHz时,芯片达到1.69dB噪声系数,大于14.25dB功率增益以及-1.1dBm的输入三阶截点(IIP3)。设计满足单芯片阅读器低噪声,低功耗和高线性度的要求。     

Monolithic Power-Combining Techniques for Watt-Level Linear Power Amplifiers in 0.18 CMOS*

设计了三个输出功率为瓦级的线性CMOS功率放大器(PA),该PA主要应用于高速移动通讯。为了实现瓦级输出功率,两个工作频率为2.4 GHz 的PA采用片上并联合成变压器将多个功放级的输出电流信号相加,另一个工作频率为1.95 GHz的PA采用片上串联合成器将多个功放级的输出电压信号相加。同时在PA的设计过程中采用了如下线性度提高技术：有源偏置、二极管线性电路、多栅晶体管并联和谐波短路等。以上三款PA均采用TSMC 0.18 射频CMOS工艺进行设计并流片。根据测量结果,两个2.4 GHz PA的功率增益分别为33.2 dB、34.3 dB,最高输出功率分别为30.7 dBm、29.4 dBm,最高功率附加效率(PAE)分别为29%、31.3%。根据仿真结果,1.95GHz PA的功率增益、最高输出功率和最高PAE分别为：37.5dB、34.3 dBm和36.3%。     

一种高线性宽带功率合成的射频功率放大器北大核心

针对5G通信微基站,提出一种基于GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺,芯片面积为1.3 mm×1.4 mm的高线性宽带宽的射频功率放大器。该放大器采用了异相功率合成方式和J类输出匹配的方法,在两路功率放大器的输入输出端引入了90°相移以及J类模式确定最佳负载阻抗,以此实现高线性宽带宽的特性。在5 V电源和2.85 V偏置电压下,室温条件下测试结果表明,该功率放大器在2~3 GHz频带内,小信号增益为36±0.5 dB。然而在2.4~2.8 GHz频带内,该功率合成结构的功率放大器拥有饱和输出功率大于36 dBm,功率附加效率大于38%。在5G-NR,带宽100 MHz和4G-LTE、带宽20 MHz的调制信号下,在2.4~2.8 GHz工作频带测试,放大器的输出功率为22 dBm,邻近信道功率比(ACPR)约为-43 dBc。     

75 GHz 13.92 dBm InP DHBT 共射共基功率放大器

报道了基于InP基双屏质结双板晶体管(DHBT)工艺的四指共射共基75 GHz微波单片集成(MMIC)功率放大器,器件的最高振荡频率fmax为150 GHz.放大器的输出极发射极面积为15μm×4μm.功率放大器在75 GHz时功率增益为12.3 dB,饱和输出功率为13.92 dBm.放大器在72.5 GHz处输入为2 dBm时达到最大输出功率14.53 dBm.整个芯片传输连接采用共面波导结构,芯片面积为1.06 mm×0.75 mm.     

基于0.35µm SiGe BiCMOS工艺的2.4GHz功率放大器

本文报道了基于0.35µm SiGe BiCMOS工艺的2.4GHz功率放大器的设计。为了降低PCB上的寄生效应,提高电路稳定性和增益,设计了带台面的金属板使芯片通过台面接地而避免通过PCB过孔接地。另外,输出匹配网络中采用了低通匹配形式,提高了电路的线性度和功率输出能力。在2.4GHz,测得1dB压缩点输出功率为15.7dBm,线性增益为27.6dB,S11和S22分别低于-7dB和-15dB。     

一种输出匹配可调的、高线性度宽带功率放大器

采用自适应偏置技术和有源电感实现了一款输出匹配可调的、高线性度宽带功率放大器(PA)。自适应偏置技术抑制了功放管直流工作点的漂移,提高了PA的线性度。有源电感参与输出匹配,实现了输出匹配可调谐,该策略可调整因工艺偏差、封装寄生造成的输出匹配退化。利用软件ADS对电路进行验证,结果表明,在4 GHz频率下,输入1dB压缩点(Pin 1dB)为-7dBm,输出1dB压缩点(Pout 1dB)为11dBm,功率附加效率(PAE)为8.7%。在3.1GHz~4.8 GHz频段内,增益为(20.3±1.1)d B,输入、输出的回波损耗均小于-10dB。     

A 6-9 GHz ultra-wideband CMOS PA for China's ultra-wideband standard

A 6-9 GHz ultra-wideband CMOS power amplifier(PA) for the high frequency band of China's UWB standard is proposed.Compared with the conventional band-pass filter wideband input matching methodology,the number of inductors is saved by the resistive feedback complementary amplifying topology presented.The output impendence matching network utilized is very simple but efficient at the cost of only one inductor.The measured S_(22) far exceeds that of similar work.The PA is designed and fabricated with TSMC 0...     

2.4GHz CMOS高线性功率放大器

采用A类与B类并联的结构,设计了一种2.4GHz高线性功率放大器.输入信号较小时,A类放大器起主要作用;随着输入信号的增大,B类放大器起的作用越来越明显,来补偿A类的压缩,由此显著提高了放大器的线性度.电路主体为共栅管采用自偏置方法的共源共栅结构,提升了功放大信号工作时的可靠性.电路采用中芯国际0.13 μmCMOS工...     

2.4GHz 0.35-μm CMOS全集成线性功率放大器设计

片上系统射频功率放大器是射频前端的重要单元.通过分析和对比各类功率放大器的特点,电路采用SMIC0.35-μm CMOS工艺设计2.4 GHz WLAN全集成线性功率放大器.论文中设计的功率放大器采用不同结构的两级放大,驱动级采用共源共栅A类结构组成,输出级采用共源级大MOSFET管组成.电路采用SMIC 0.35-μ...     

A novel power amplifier structure for RFID tag applications

A novel matching method between the power amplifier(PA) and antenna of an active or semi-active RFID tag is presented.A PCB dipole antenna is used as the resonance inductor of a differential power amplifier. The total PA chip area is reduced greatly to only 240×70μm~2 in a 0.18μm CMOS process due to saving two on-chip integrated inductors.Operating in class AB with a 1.8 V supply voltage and 2.45 GHz input signal,the PA shows a measured output power of 8 dBm at the 1 dB compression point.     

基于40 nm CMOS工艺的高效率功率放大器设计

针对硅基毫米波功率放大器存在的饱和输出功率较低、增益不足和效率不高的问题,基于TSMC 40nm CMOS工艺,设计了一款工作在28GHz的高效率和高增益连续F类功率放大器。提出的功率放大器由驱动级和功率级组成。针对功率级设计了一款基于变压器的谐波控制网络来实现功率合成和谐波控制,有效地提高了功率放大器的饱和输出功率和功率附加效率。采用PMOS管电容抵消功率级的栅源电容,进一步提高线性度和增益。电路后仿真结果表明,设计的功率放大器在饱和输出功率为20.5dBm处的峰值功率附加效率54%,1dB压缩点为19dBm,功率增益为27dB,在24GHz~32GHz频率处的功率附加效率大于40%。     

一种2.4 GHz全集成SiGe BiCMOS功率放大器

针对2.4 GHz 802.11 b/g无线局域网(WLAN)的应用,该文设计了一种单片全集成的射频功率放大器(PA)。由于在自适应偏置电路中采用异质结晶体管(HBT)和电容构成的简单结构提高PA的线性度,因此不增加PA的直流功耗、插损和芯片面积。在基极偏置的DC通路中采用电阻负反馈实现温度稳定功能,有效避免热崩溃的同时不引起射频损耗。采用了GRACE 0.18mSiGe BiCMOS 工艺流片,芯片面积为1.56 mm2,实现了包括所有偏置电路和匹配电路的片上全集成。测试结果表明,在2.4-2.5 GHz工作频段,PA的小信号S21增益达23 dB,输入回波损耗S11小于-15 dB。PA的 1 dB 输出压缩点的线性输出功率为19.6 dBm,功率附加效率为20%,功率增益为22 dB。     

K波段反馈式MMIC中功率放大器

给出了一种基于功率PHEMT工艺技术设计加工的K波段反馈式MMIC宽带功率放大器。在21～29GHz的工作频段内,当漏极电压为6V、栅电压为-0.25V、电流为111mA时,1dB压缩点输出功率大于21dBm,小信号增益在13±1.5dB,输入驻波比小于3,输出驻波比均小于1.7。芯片尺寸:1mm×2.5mm×0.1mm。同时给出了一种芯片级电磁场仿真验证方法,用该方法仿真的结果和测试结果非常一致,保证了电路设计的准确性。     

A 3-5 GHz CMOS UWB power amplifier with ±8 ps group delay ripple

A differential power amplifier (PA), designed using the linear-phase filter model, for a BPSK modulated ultra-wideband (UWB) system operating in the 3-5 GHz frequency range is presented. The proposed PA was fabricated using 0.18 μm SMIC CMOS technology. To achieve sufficient linearity and efficiency, this PA operates in the class-AB region, delivering an output power of 8.5 dBm at an input-1 dB compression point of-0.5 dBm. It consumes 28.8 mW, realizing a flat gain of 9.11 ± 0.39 dB and a very low group delay ripple of±8 ps across the whole band of operation.     

基于SiGe工艺的高增益射频功率放大器

基于0.13μm SiGe HBT工艺,设计应用于无线局域网(WLAN)802.11b/g频段范围内的高增益射频功率放大器.该功放工作在AB类,由三级放大电路级联构成,并带有温度补偿和线性化的偏置电路.仿真结果显示:功率增益高达30dB,1dB压缩点输出功率为24dBm,电路的S参数S11在1.5～4GHz大的频率范围内均小于-17dB,S21大于30dB,输出匹配S22小于-10dB,S12小于-90dB.最高效率可达42.7%,1dB压缩点效率为37%.