基于2μm GaAs HBT工艺的E类功率放大器设计

本文采用Win公司2μm GaAs HBT工艺设计一种高效率射频E类功率放大器。设计中采用了电压偏置的E类功放结构,通过负载牵引(Load-Pull)技术对放大器的效率、增益和输出功率进行折衷和优化设计。仿真结果表明该放大器在5V电源电压下,工作频段700MHz～1100MHz内功率附加效率(PAE)大于50%,增益15dB,输出功率大于20dBm。芯片面积为1.375mm*0.79mm。     

宽带射频功放晶体管非线性输出电容研究

分析了GaN(氮化镓)HEMT(高电子迁移率晶体管)非线性输出电容Cout与宽带功放效率的关系。通过建立非线性电路模型分析得出,利用Cout控制漏极端电压电流波形能减轻对谐波阻抗的精确要求,使高效率阻抗区域扩大化,从而使宽带功放匹配变为可能。选用GaN HEMT器件设计2~3 GHz频段射频功率放大器,实测结果为该放大器最高漏极效率(DE)为81.7%,功率附加效率(PAE)78.3%,功率为40.75 dBm。在1 GHz带宽内PAE也可达65%以上。实测结果验证了原理分析的可靠性,提出的方法不仅可用于宽带GaN功率放大器设计,对其他类型的微波功放设计同样有借鉴作用。     

基于GaN HEMT的高线性星载Doherty功率放大器设计北大核心CSCD

在射频通信链路中,功率放大器决定了发射通道的线性、效率等关键指标。卫星通信由于是电池供电,对功率放大器的工作效率要求比较高。文章基于GaN HEMT晶体管采用对称设计完成了一款高效率的Doherty功率放大器。测试结果表明:该Doherty功放的功率增益大于29 dB;1 dB压缩点功率(P_(1 dB))大于35 dBm;在35 dBm输出时,其功率附加效率(PAE)大于47.5%,三阶交调失真(IMD3)大于35 dBc;在功率回退3 dB时,其PAE大于37%,IMD3大于32 dBc。     

基于容性耦合匹配结构的Ka波段宽带功放MMIC（英文）

采用容性耦合匹配结构,基于0.1μm GaAs pH EMT工艺设计了一个Ka波段三级宽带功率放大器MMIC.为了辅助宽带功放设计,提出了一组公式来分析这一匹配结构.在展示的功放中,此结构同时实现了宽频带和高效率.功放处于饱和状态时,测得在32~40 GHz频率范围内的PAE大于30%,功率增益超过15.5dB,功率约20 dB m.这一结果证明了这种设计方法的有效性.     

基于GaN 的3. 4~ 3. 6 GHz 高增益Doherty 功率放大器

基于两级功率放大器架构,设计了一款平均输出功率为37 dBm(5 W)的高增益Doherty 功率放大器。 该器件通过增加前级驱动功率放大器提高Doherty 功率放大器的增益,采用反向Doherty 功率放大器架构,将λ/4 波 长传输线放置在辅助功放后端,相位补偿线放置在主功放前端,并使主功放输出匹配网络采用双阻抗匹配技术实现 阻抗变换,如此可扩宽功率放大器的工作带宽。连续波测试结果显示:3. 4~3. 6 GHz 工作频段内,饱和输出功率在 44. 5 dBm 以上,功率饱和工作点PAE 在43. 9%以上;在平均输出功率(37 dBm,5 W)工作点,回退量大于7. 5 dB,功 率附加效率PAE 为36. 8%以上,功率增益在31 dB 以上。     

C波段GaN HEMT内匹配功率放大器

基于通信对功率放大器的宽带和高效率的需求,给出了一款C波段GaN HEMT内匹配功率放大器的设计过程。该器件由2个3 mm栅宽的GaN功率管芯和制作在Al_2O_3陶瓷基片上的输入输出匹配电路组成。通过调节键合丝和电容,实现了功率放大器在4.4~5.0 GHz,5.2~5.9 GHz和6.0~6.6 GHz三个典型工程应用频段的设计,功放在这3个典型工程应用频段内输出功率均大于43 d Bm(20 W),附加效率大于60%,功率增益大于10 d B,充分显示了GaN功率器件宽带、高效率的工作性能。     

基于容性耦合匹配结构的Ka波段宽带功放MMIC

采用容性耦合匹配结构,基于0.1μm GaAs pHEMT工艺设计了一个Ka波段三级宽带功率放大器MMIC.为了辅助宽带功放设计, 提出了一组公式来分析这一匹配结构.在展示的功放中, 此结构同时实现了宽频带和高效率.功放处于饱和状态时, 测得在32~40 GHz频率范围内的PAE大于30%, 功率增益超过15.5 dB, 功率约20 dBm.这一结果证明了这种设计方法的有效性.     

Ka波段16W脉冲功率放大器的研制

Ka波段毫米波功率放大器的输出功率往往受限于功率合成部分的损耗,其合成器多路之间的隔离度、多级放大模块的级间匹配好坏及整体散热性能是影响整个功放可靠性的重要因素.针对上述毫米波固态功放的特点,提出了一种新颖的高效高可靠性的Ka波段宽带功率合成结构,采用低损耗的多支节波导作为功率分配/合成单元,结合以双探针波导-微带转换结构,实现了高效率的8路功率合成,各路之间隔离度大于25 dB,保证了功率合成器的高可靠性.以此为基础成功研制出一个脉冲式Ka波段固态功率放大器模块,该模块在33～37 GHz频段内,最高输出功率大于16 W,小信号增益大于55 dB,功率合成效率达到87%.     

基于Wi-Fi6频段双频F类功放的设计

射频多频系统的应用越来越广泛，而功率放大器作为射频发射系统前端的关键部分，其效率和性能一直是设计的重点。本文设计了一种基于Wi-Fi6频段的高效率双频F类功率放大器。通过设计的双频谐波控制网络来精确的控制两个频率的二次和三次谐波，ADS中版图仿真结果显示该双频F类功放在2.4GHz-2.49GHz时，功率附加效率(Power added efficiency, PAE)超过67%，增益大于13dB，在5.725GHz-5.875GHz时，PAE维持在49%-52%，增益大于10.4dB，并且在两个频率的二次谐波和三次谐波都得了有效的抑制，满足射频前端发射机的性能要求。     

基于EFJ模式的宽带高效率Doherty功率放大器设计

将EFJ模式功率放大器应用于Doherty功率放大器的载波功率放大器,利用EFJ类功率放大器的阻抗特性改善了Doherty功率放大器的带宽。此外,还引入后谐波控制网络来提高Doherty功率放大器的效率。功放的输入匹配电路采用阶跃式阻抗匹配来进一步拓展工作带宽。使用CGH40010F GaN 晶体管设计并加工完成了一款宽带高效率Doherty功率放大器。测试结果显示,在3.2~3.7GHz 频段内,饱和输出功率达到43dBm,饱和漏极效率60%~72.5%,增益大于10dB。功率回退6dB时,漏极效率40%~48.5%。     

31~38 GHz宽带高效率GaAs中功率放大器芯片

为实现毫米波放大器芯片的宽带、高增益和高效率,基于GaAs pHEMT工艺实现高增益,采用四级级联拓扑结构拓展带宽,利用电流复用结构降低直流功耗,采用T型电抗匹配技术实现最佳输出功率和效率匹配,成功实现了一款31~38 GHz频段的毫米波宽带高效率功率放大器芯片。测试结果表明,该功率放大器芯片在31~38 GHz宽带范围内,线性增益为26~29 dB,饱和输出功率为21.5 dBm,动态电流低于100 mA,饱和效率≥37%,在32~35 GHz内最高效率达45%。     

一种新型提高射频功率放大器PAE的电路技术

提出了一种新型提高射频功率放大器功率附加效率(PAE)的电路技术,该方法通过滤除二次谐波分量、反射叠加三次谐波分量以提高电路PAE,分析了相位匹配的机制及其影响因素.基于该技术设计了一款功率放大器,仿真结果表明:工作频率为918 MHz时,该功放的P1dB达到了30.05 dBm,功率附加效率达到了58.75%,较普通...     

一种24 GHz CMOS功率放大器设计

基于130 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种高增益和高输出功率的24 GHz功率放大器。通过片上变压器耦合实现阻抗匹配和功率合成,有效改善放大器的匹配特性和提高输出功率。放大器电路仿真结果表明,在1.5 V供电电压下,功率增益为27.2 dB,输入输出端回波损耗均大于10 dB,输出功率1 dB压缩点13.2 dBm,饱和输出功率17.2 dBm,峰值功率附加效率13.5%。     

A modified class-F power amplifier with miniaturized harmonic control circuit

In this paper, a modified class-F power-amplifier (PA) for GSM applications is designed, simulated and tested. In this design, novel symmetrical meandered lines compact microstrip resonant cell (SMLCMRC), is proposed as a new harmonics control circuit (HCC), which resulted in size compression, power added efficiency (PAE) enhancement, power gain improvement, and better linearization in the PA. In this work both of the conventional class-F amplifier and proposed amplifier with SMLCMRC is designed at 1.8 GHz. The measurements show that the proposed PA with SMLCMRC has 72.54% maximum PAE, 17.13 dB gain and the 1 dB compression point (P1dB) is about 35.1 dBm. These results show, 16.5% improvement in PAE, 1.33 dB increment in gain and 1.1 dB improvement in linearity operating range of proposed amplifier compared to the conventional PA.     

级联型单级分布式宽带单片功率放大器

报道了一个采用级联型单级分布式结构的宽带单片功率放大器的设计方法和研制结果。文中通过拓扑比较和人工传输线理论研究,分析出该功放设计的难点,并基于仿真实验,给出解决方案。最终研制的两级单片功放在6～18GHz频率范围内线性增益13.5dB,平坦度±1dB,输入输出驻波比均小于2。全频带上,饱和输出功率为300～450mW,功率附加效率大于15%。该宽带单片功率放大器在100mm GaAs MMIC工艺线上采用0.25μm功率pHEMT标准工艺制作,芯片尺寸为2.7mm×1.25mm×0.08mm。     

一种高效率逆F类Doherty射频功率放大器

为了进一步提高射频功放的输出能力,基于GaN HEMT功率器件,采用平衡式结构设计了一款工作频率为3.3 GHz 3.6 GHz的高效率逆F类Doherty结构射频功放。参照功放管的寄生参数等效电路网络,为获得逆F类功放理想的开关特性,设计了具有寄生参数补偿作用的谐波控制网络来抑制功放输出端的二次、三次谐波,同时结合Doherty功放结构特点,使其在6 dB功率回退的情况下仍具有较高的输出效率。仿真后,可得到其在3.3 GHz^3.6 GHz工作频带内的输出功率在40.4 dBm^41.8 dBm内,PAE为66%~77%,最大DE达到82.6%,功率回退6 dB处,功放的DE仍在69%左右,增益平坦度约为±1.5 dB。     

2～6GHz单片功率放大器

报道了有耗匹配宽带单片功率放大器的研究方法和结果。该两级单片功放电路采用自建的 Root非线性模型进行了谐波平衡分析。在 2 .0～ 6.7GHz频带上线性增益为 17d B,平坦度为± 0 .75d B,输入和输出驻波分别小于 2。全频带上 ,饱和输出功率为 1～ 1.4 W,功率附加效率大于2 0 %。该宽带单片功率放大器在 76mm Ga As单片 MMIC工艺线上用全离子注入、0 .5μm栅长工艺研制完成 ,电路芯片面积为 0 .1mm× 2 .6mm× 2 .7mm。     

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。