0.18 μm CMOS高效高增益功率放大器设计

在自偏置A类共源共栅射频功率放大电路拓扑基础上,基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了两级自偏置A类射频功率放大器电路.该射频功率放大器电路采用两级共源共栅结构,在共栅MOS管上采用自偏置.采用Cadence公司的SpectreRF工具对电路进行仿真与优化.设计与优化结果表明,在2.4GHz频率下,输出功率为20.3dBm,功率附加效率为49％,功率增益达到32dB.     

S波段宽带微波固态功率放大器的设计

微波功率放大器是发射机的重要组件,它的设计成了微波发射系统的关键.文中使用ADS仿真软件对一款功率放大器进行电路设计和仿真,根据晶体管的小信号S参数和I-V曲线,对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化设计,使其性能达到设计要求.在2～2.5GHz的频段内,对输入功率为0dBm射频信号,使用功放模块可以输出40dBm的射频信号,带内波动≤±1.5dB.     

S波段电阻型上变频器的设计

利用双极性三极管的输出特性,设计了一个主要应用于2.4GHz无线局域网中的S波段电阻型上变频器,并在Agilent公司的射频电路设计软件ADS2003进行了S参数和谐波平衡仿真,取得变频增益是8.17dB,射频一本振端口隔离为14dB,射频-中频端口隔离为36dB较好的结果。而电路经过最后的调试,得到的变频增益是6.28dB,射频-本振端口隔离为18dB,射频-中频端口隔离为16dB,结果表明仿真结果跟测试结果十分相近。     

运用串联反馈技术设计S波段低噪声放大器

介绍了S波段低噪声放大器(LNA)的设计原理,阐述了利用电感串联反馈技术来实现放大器的噪声系数和输入匹配相互矛盾的两方面达到较好的折中,使得电路的结果达到最优。电路在Agilent公司的射频设计软件ADS2003进行仿真和优化,仿真结果是低噪声放大器在2.44GHz的工作频率下,增益G>11dB,噪声系数NF<1.3.     

C波段GaN HEMT功率放大器设计

该文介绍了一款应用于38 GHz的大功率超宽带功率放大器。电路设计中采用了键合线连接裸片与微带电路,并对该部分单独进行电磁场仿真。采用渐变微带线的方法实现了宽带匹配,通过HFSS与ADS的联合仿真优化设计,完成了大功率宽频带的功率放大器设计和仿真过程,仿真结果表明在频率38 GHz范围内增益（8．5＆#177;1） dB,1 dB压缩点输出功率为48 dBm最大饱和功率为49．5 dBm。     

运用串联反馈技术设计S波段低噪声放大器

介绍了S波段低噪声放大器(LNA)的设计原理，阐述了利用电感串联反馈技术来实现放大器的噪声系数和输入匹配相互矛盾的两方面达到较好的折中，使得电路的结果达到最优。电路在Agilent公司的射频设计软件ADS2003进行仿真和优化，仿真结果是低噪声放大器在2．44GHz的工作频率下，增益G＞11dB，噪声系数NF＜1．3．     

L波段低噪声放大器的分析与设计

利用Advanced Design System（ADS）完成了L波段低噪声放大器（LNA）的设计。分析了实际电路可能产生的非连续性、寄生参数效应等因素对电路各个性能指标的影响,并针对这些因素利用ADS进行了电磁仿真计算,最后给出了放大器的仿真结果和最终电路及测试结果。采用ATF-35143器件设计,达到了预定的技术指标,工作频率1.21GHz,增益G大于14dB,噪声系数NF小于0.5 dB,输入1dB压缩点大于5dbm。     

动态偏置射频功率放大器研究

分析了功率放大器输入输出响应特性与栅极偏置电路时间常数的关系,以及信号通过功率放大器后的矢量幅度误差(EVM)和邻信道功率抑制比(ACPR)。并基于MW4IC2230设计了工作于2 GHz频段,输出33 dBm的TD-SCDMA三载波射频功率放大器,以验证该关系。当动态偏置电路时间常数为1 ms时,功率放大器输出EVM为2.5%,ACPR为?43 dB。根据TD-SCDMA物理信道特点,提出对偏置电路的控制可以比传输信号起始时刻提前,当该提前量为1.5 μs、动态偏置电路时间常数为1 ms时,功率放大器输出EVM为1.8%,ACPR为?45 dB,满足TD-SCDMA系统标准要求。     

1414．5 GHz Doherty 功率放大器研究

该文设计了一款应用于卫星通信基站的Ku波段高效率功率放大器。设计电路中的有源器件为Triquint 0．25μm GaN HEMT功率管,首先对该功率晶体管等效电路模型进行参数提取,用HFSS软件对无源元件进行电磁场仿真,用Agilent ADS软件对电路有源和无源进行了联合仿真。电路拓扑结构为Doherty结构,其中主放大器和辅助放大器分别设计,再通过Wilkinson功分器两路合成。仿真结果显示,在1414．5 GHz频率下,设计的功率放大器输出功率大于12 W,功率增益大于8 dB,功率附加效率高于45％。     

环境WiFi能量采集系统的匹配网络与整流电路设计

设计了一款针对WiFi信号的环境能量采集系统,工作频率范围从2.4 GHz到2.485 GHz.该系统采用了4倍压整流电路,并设计了从天线到整流电路的宽带匹配电路,提升了能量采集的效率.设计的宽带匹配电路在WiFi工作频率范围内,S_(11)均小于-10 dB.整流电路可将采集信号增加4倍,能有效提高RF-DC转换效率.测试结果表明,所设计的电路达到了设计要求,在-10 dBm的输入功率下,达到了40%的RF-DC转换效率,并使超级电容在30 min内采集到了257 mV的电压.     

2.4GHz线性功率放大器的分析与设计

该文介绍了基于SMIC 0.18μm CMOS工艺工作于2.4GHz功率放大器的设计方法,并给出了仿真结果.电路采用两级放大的结构,驱动级采用自偏置Cascode结构,为了保证驱动级有足够的线性度,偏置电压采用了自适应结构,使偏置电压随着输入功率的不同而变化,保证了放大器的线性度并提高了功率附加效率,功率级采用共源结构...     

CMOS低噪声放大器Miller效应分析与噪声优化

根据反馈分解理论将晶体管栅漏电容分解等效到放大器输入输出两端,研究了栅漏电容对低噪声放大器(LNA)输入阻抗和噪声系数的影响.基于分析结果对阻抗及噪声公式进行了修正,提出功耗约束条件下的LNA噪声优化方法.设计的2.4 GHz LNA基于中芯国际(SMIC) 0.18 μm RF CMOS工艺,版图后仿结果表明：在1.2 V的工作电压下,该低噪声放大器直流功耗仅为2.4 mW,噪声系数为1.0 dB,功率增益为16.3 dB,输入输出反射损耗均小于-22 dB,三阶互调点IIP3为-3.2 dBm.相比已有的设计,根据修正公式设计的LNA在功耗、输入阻抗匹配、噪声系数等性能指标上有较大的改善.     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

60GHz单级功率放大器的设计

该文探讨了60 GHz 功率放大器的设计方法,设计并测试了基于0．07μm GaAs 工艺的60 GHz毫米波单片功率放大器,该放大器采用共源结构,单级放大,工作电压为1．2 V,工作电流为27 mA,在62．2 GHz 时有最大小信号增益4．9 dB,60 GHz 时仿真的输出1 dB 压缩点功率为12 dBm。     

基于ADS的2GHz低噪声放大器设计

该文根据对晶体管结构和低噪声放大器原理的分析,利用ADS软件设计了一个低噪声放大器。通过采用HBT晶体管,设计偏置电路、负反馈电路和输入输出匹配电路,实现在2GHz频率下,低噪声放大器绝对稳定,增益大于13dB,噪声系数低于1．0dB,输出驻波比小于1．3,输入驻波比小于2．5。     

X 波段单级氮化镓固态放大器

利用自主研制的SiC 衬底的栅宽为2.5mm的AlGaN/GaN HEMT器件,设计完成了单级X波段氮化镓固态放大器模块．模块由AlGaN/GaN HEMT器件、偏置电路和微带匹配电路构成．采用金属腔体和测试夹具,保证在连续波下具有良好的接地和散热性能．利用双偏置电路馈电,并且采用独特的电容电阻网络和栅极串联电阻消除了低频和射频振荡．利用微带短截线完成了器件的输入输出匹配．在 8GHz频率及连续波情况下(直流偏置电压为 V_ds= 27V, V_gs= -4.0V),放大器线性增益为 5.6dB,最大效率为30.5％,输出功率最大可达 40.25dBm (10.5W),此时增益压缩为 2dB．在带宽为 500MHz内,输出功率变化为 1dB．     

Q波段宽带四倍频放大组件研究

Q波段(33~50 GHz)比Ka波段(26.5~40 GHz)频率更高,对这一波段国内研究较少。该文设计了一种Q波段宽带四倍频放大组件,该组件包含两级二倍频器、两级之间的带通滤波器和一级毫米波功率放大器,最后通过微带到波导过渡输出。设计宽带带通滤波器的目的是为了抑制基波和三次谐波。测试结果表明,在33~50 GHz的输出频率范围内,输出功率大于10.5 dB,谐波抑制大于31.6 dBc。该倍频放大组件具有输出频带宽、体积小、输出功率高以及谐波抑制度高的特点。     

平面链式功率合成放大器

采用多端口平行微带线输出的功率合成放大器中,信号通道之间的距离可调范围较小,没有充足的空间放置单元放大器芯片及其偏置电路。本文针对这个问题,提出了一种微带平面链式功率分配/合成器结构。在该结构中,单元放大器的位置能够移到电路的侧边,各信号通道之间的距离可以根据需要进行选择。设计制作了一个包含4条支路的平面链式功率分配/合成电路;测试数据表明,其反射损耗在2.0～4.5GHz的频带上小于-13dB,插入损耗小于0.8dB。设计制作了一个包含4个单元放大器的平面链式功率合成放大器,在2.0～4.5GHz频带上,其小信号增益为13～19dB,与对应单元放大器的小信号增益吻合得较好。在3.2GHz时的饱和输出功率为26.4dBm,合成效率为85%。