基于InGaP/GaAs HBT的X波段MMIC功率放大器研制

研制了X波段的InGaP/GaAs HBT 单级MMIC功率放大器,该电路采用自行开发的GaAs HBT自对准工艺技术制作.电路偏置于AB类,小信号S参数测试在8～8.5GHz范围内,线性增益为8～9dB,输入驻波比小于2,输出驻波比小于3,优化集电极偏置后,线性增益为9～10dB.在8.5GHz进行连续波功率测试,在优化的负载阻抗条件下,P1dB输出功率为29.4dBm,相应增益7.2dB,相应PAE＞40%,电路的饱和输出功率Psat为30dBm.     

0.8～8.5 GHz宽带单片低噪声放大器

利用负反馈放大器设计原理,采用GaAs PHEMT工艺技术,设计制作了一种微波宽带GaAs PHEMT低噪声放大器芯片,并给出了详细测试曲线.该放大器由两级组成,采用负反馈结构,工作频率0.8～8.5 GHz,整个带内功率增益19 dB,噪声系数1.55 dB,增益平坦度小于±0.7 dB,输入驻波比1.6,输出驻波比1.8,1 dB压缩点输出功率大于10 dBm,芯片内部集成偏置电路,单电源 5 V供电,芯片具有良好的温度特性.该芯片面积为2.5 mm × 1.2 mm.     

8～18GHz微波低噪声放大器的设计与实现

采用平衡式结构设计了微波宽带低噪声放大器,测试结果:在频率为8～18GHz的宽带内增益大于30dB,增益平坦度小于3dB,噪声系数小于2.0dB,输入输出驻波比小于2.5,1dB压缩点输出功率为15.8dBm。该放大器制作在氧化铝陶瓷基板上。     

应用于WLAN InGaP/GaAs HBT线性功率放大器

设计了一款基于2μm InGaP/GaAs HBT工艺的移动通信用高线性功率放大器,应用于移动终端WLAN 802.11b/g/n 2.4~2.5GHz。整个放大器芯片由三级放大电路构成,芯片面积为1.9mm×1.7mm。在VCC=Vbias=+5V、VReg=VPdown=+2.85V双电源供电条件下,测试频点为2.45GHz时,线性增益为35dB,1dB压缩点处输出功率为34.5dBm,此时效率为37.5%。输出功率为27dBm时,EVM(误差矢量幅度)值小于3%(输入信号为WLAN 802.11g 64QAM 54 Mb/s),可以满足WLAN应用对线性度的需求。     

8～20GHz宽带单片低噪声放大器

介绍了一种8～20 GHz单片低噪声放大器的研制过程。本电路采用两级放大拓扑,自偏置结构。采用串联负反馈技术降低噪声系数和输入驻波比,采用负反馈技术扩展带宽和提高动态范围。电路设计基于Agilent ADS微波设计环境,并进行版图电磁场验证以提高设计的准确率。芯片在0.25μm GaAs PHEMT工艺线上加工制作。测试结果表明,在8～20 GHz频率范围内,增益大于13 dB(正斜率),噪声系数小于3 dB,输入输出驻波比小于2∶1,1 dB压缩输出功率典型值为15 dBm,单电源5 V供电,电流小于90 mA。芯片面积为1.72 mm×1.35 mm。该芯片可广泛应用于各种微波系统。     

温度补偿高谐波抑制功率放大器的设计

针对无线通信应用系统,采用了一种具有温度补偿特性的偏置电路和一种带有谐波抑制功能的输出匹配网络,设计了一款高线性高谐波抑制的功率放大器。该功率放大器采用InGaP/GaAs HBT工艺,工作频率为1.84 GHz,供电电压为4.5 V,偏置电压为2.85 V。测试结果表明,常温下,功率放大器的增益为32 dB,饱和输出功率可达33 dBm,二次、三次谐波分量都小于-55 dBc,在输出功率为24.5 dBm时,邻道抑制比为-47 dBc,在-40～85℃温度变化范围内,功率放大器增益与邻道抑制比基本不变。     

5～12 GHz新型复合管宽带功率放大器设计

利用一种新型HBT复合晶体管结构设计了一款宽带功率放大器,有效抑制了HBT的大信号Kink效应。采用微波仿真软件AWR对电路结构进行了优化和仿真,结果显示,在5～12 GHz频带内,复合晶体管结构的输出阻抗值更稳定,带宽得到有效扩展,最高增益达到11 dB,带内波动<0.5 dB,在9 GHz工作频率时,其1 dB压缩点处的输出功率为26 dBm。     

基于GaAs pHEMT的1.0～2.4 GHz放大衰减多功能芯片

基于0.25 μm GaAs赝高电子迁移晶体管(pHEMT)工艺,研制了一种1.0～2.4 GHz的放大衰减多功能芯片,该芯片具有低噪声、高线性度和增益可数控调节等特点。电路由第一级低噪声放大器、4位数控衰减器、第二级低噪声放大器依次级联构成,同时在片上集成了TTL驱动电路。为获得较大的增益和良好的线性度,两级低噪声放大器均采用共源共栅结构(Cascode)。测试结果表明,在1.0～2.4 GHz频带范围内,该芯片基态小信号增益约为36 dB,噪声系数小于1.8 dB,输出1 dB压缩点功率大于16 dBm,增益调节范围为15 dB,调节步进1 dB,衰减RMS误差小于0.3 dB,输入输出电压驻波比小于1.5。其中放大器采用单电源+5 V供电,静态电流小于110 mA,TTL驱动电路采用-5 V供电,静态功耗小于3 mA。整个芯片的尺寸为3.5 mm×1.5 mm×0.1 mm。     

用于W-LAN的5.8GHz InGaP/GaAs HBT MMIC线性功率放大器

介绍了一种应用于W-LAN系统的5.8 GHz InGaP/GaAs HBT MMIC功率放大器。该功率放大器采用了自适应线性化偏置电路来改善线性度和效率,同时偏置电路中的温度补偿电路可以抑制直流工作点随温度的变化,采用RC稳定网络使放大器在较宽频带内具有绝对稳定性。在单独供电3.6 V电压情况下,功率放大器的增益为26 dB,1 dB压缩点处输出功率为26.4 dBm,功率附加效率(PAE)为25%。三阶交调系数(IMD3)在输出功率为26.4 dBm时为-19 dBc,输出功率为20 dBm时低于-38 dBc,在1 dB压缩点处偏移频率为20 MHz时邻道功率比(ACPR)值为-31 dBc。     

A 3.4-3.6 GHz power amplifier in an InGaP/GaAs HBT

报道了基于InGaP/GaAs HBT工艺的3.4-3.6GHz功率放大器芯片的设计。针对片外和片内寄生因素引起的谐振点偏移、匹配变差、增益降低等问题,通过优化设计片外匹配电路以及设计输入匹配的片外调整电路,最终取得了较高的增益以及良好的匹配状态。电路测试结果为：在Vcc为4.3V以及Vbias=3.3V下,3.4GHz处的1dB压缩点输出功率达到27.1dBm以上,相应的PAE为25.8%,二次谐波和三次谐波抑制比分别达到了-64dBc和-51dBc。在3.4-3.6GHz频段内,增益大于28dB, S11<-12.4dB,S22<-7.4dB,达到了设计要求。     

5~6GHz自适应线性化偏置的InGaP/GaAs HBT功率放大器

针对高质量无线局域网的传输需求,设计了一款工作在5~6 GHz的宽带磷化镓铟/砷化镓异质结双极型晶体管(InGaP/GaAs HBT)功率放大器芯片。针对HBT晶体管自热效应产生的非线性和电流不稳定现象,采用自适应线性化偏置技术,有效地解决了上述问题。针对射频系统的功耗问题,设计了改进的射频功率检测电路,以实现射频系统的自动增益控制,降低功耗。通过InGaP/GaAs HBT单片微波集成电路(MMIC)技术实现该功率放大器芯片。仿真结果表明,功放芯片的小信号增益达到32 dB;1 dB压缩点功率为28.5 dBm@5.5 GHz,功率附加效率PAE超过32%@5.5 GHz;输出功率为20 dBm时,IMD3低于-32 dBc。     

Linearised InGaP/GaAs HBT MMIC power amplifier with active biascircuit for W-CDMA application

A high linearity InGaP/GaAs heterojunction bipolar transistor (HBT) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is demonstrated using a new structure for a bias circuit for wideband-code division multiple access (W-CDMA) application. A one shunt capacitor is added to a novel active bias circuit and acts as a lineariser improving input P_{1 dB} of 16 dB and phase distortion of 5.1° for the hybrid phase shift keying (HPSK) modulated signal at the 28 dBm output power; the lineariser showing no significant increase of signal loss and chip area. The two-stage HBT MMIC amplifier exhibits a power-added efficiency (PAE) of 37%, a linear power gain of 24.5 dB, and an output power of 28 dBm with an adjacent channel power ratio (ACPR) of -45 dBc, under a 3 V operation voltage     

一种带功率检测和自适应偏置的CDMA功率放大器

设计了一款包含功率检测和自适应线性化偏置电路的CDMA功率放大器,功率检测器能根据输入信号的大小来调整功率管的偏置点,大幅提升低功率输出时的效率,从而提升系统整体效率;自适应线性化偏置能有效抑制功率放大器的增益压缩和相位失真,改善其线性度.采用2 μm InGaP/GaAs HBT晶体管工艺成功流片,测试结果表明,与普...     

一款结构新颖的2GHz～8.5GHz宽带放大器

提出了一种拓展带宽的新型电路拓扑结构,该结构由四级射极跟随器级联而成,通过自适应有源偏置电路调节各级晶体管跨导,以及改变级间电感与后一级射极跟随器的结电容Cbe谐振峰的频率位置来拓展带宽.对其工作原理和稳定性进行了分析,并基于2 μm InGaP/GaAs HBT工艺,设计了应用此结构的宽带放大器.仿真结果表明:新型电...     

具有在片稳定网络的GaAs HBT微波功率管

采用GaAs标准MMIC工艺制作了具有片上RC并联稳定网络的InGaP/GaAs HBT微波功率管单胞.依据K稳定因子,RC网络使功率管在较宽的频带内具有绝对稳定特性.Load-pull测试表明RC网络没有严重影响功率管的大信号特性,在5.4GHz饱和输出功率为30dBm,在11GHz 1dB压缩点输出功率大于21.6dBm.功率合成电路验证了该功率管具有高稳定性,非常适合制作微波大功率HBT放大器.     

具有在片稳定网络的GaAs HBT微波功率管

采用GaAs标准MMIC工艺制作了具有片上RC并联稳定网络的InGaP/GaAs HBT微波功率管单胞.依据K稳定因子,RC网络使功率管在较宽的频带内具有绝对稳定特性.Load-pull测试表明RC网络没有严重影响功率管的大信号特性,在5.4GHz饱和输出功率为30dBm,在11GHz 1dB压缩点输出功率大于21.6dBm.功率合成电路验证了该功率管具有高稳定性,非常适合制作微波大功率HBT放大器.     

A 3.4-3.6 GHz power amplifier in an InGaP/GaAs HBT

This paper presents a 3.4-3.6 GHz power amplifier（PA） designed and implemented in InGaP/GaAs HBT technology.By optimizing the off-chip output matching network and designing an extra input-matching circuit on the PCB,several problems are resolved,such as resonant frequency point migration,worse matching and lower gain caused by parasitics inside and outside of the chip.Under V_cc = 4.3 V and V_bias = 3.3 V,a P_1dB of 27.1 dBm has been measured at 3.4 GHz with a PAE of 25.8%,the 2nd and 3rd harmonics are -64 dBc and -51 dBc,respectively. In addition,this PA shows a linear gain more than 28 dB with S₁₁<-12.4dB and S₂₂<-7.4 dB in 3.4-3.6 GHz band.     

Linearised HBT MMIC power amplifier with partially RF coupled active bias circuit for W-CDMA portable terminals applications

A highly linear MMIC power amplifier for wideband code-division multiple-access (W-CDMA) portable terminals has been devised and implemented with a new integrated on-chip lineariser. The proposed lineariser, consisting of an InGaP/GaAs heterojunction bipolar transistor (HBT) active bias circuit partially coupled to RF input power together with a feedback capacitor, effectively improves gain compression with little insertion power loss and no additional die area. The optimised lineariser improves maximum output power (P1 dB) by 2 dB and adjacent channel leakage power ratio (ACLR) by 4 dB, and the implemented HBT MMIC power amplifier exhibits a P1 dB of 30 dBm, a power gain of 30 dB, a power added efficiency of 42% at the maximum output power under an operation voltage of 3.4 V, and an ACLR of -34 dBc at 27 dBm of output power.