A highly linear power amplifier for WLAN

A three-stage power amplifier (PA) for WLAN application in 2.4-2.5 GHz is presented. The proposed PA employs an adaptive bias circuit to adjust the operating point of the PA to improve the linearity of the PA. Two methods to short the 2nd harmonic circuit are compared in the area of efficiency and gain of the PA. The PA is taped out in the process of 2 μm InGaP/GaAs HBT and is tested by the evaluation board. The measured results show that 31.5 dB power gain and 29.3 dBm P_1dB with an associated 40.4% power added efficiency (PAE) under the single tone stimulus. Up to 26.5 dBm output power can be achieved with an error vector magnitude (EVM) of lower than 3% under the 64QAM/OFDM WLAN stimulus.     

一种Ku波段宽调谐范围高输出功率的InGaP/GaAs HBT VCO

本文介绍了一种采用InGaP/GaAs HBT工艺实现的全集成应用于Ku波段的压控振荡器(VCO)。该VCO采用Colpitts结构,以达到宽调谐范围,并且该VCO取得了较高的输出射频功率。测试结果表明：该VCO的振荡频率为12.82 GHz～14.97 GHz,调谐范围为15.47%,输出射频功率为0.31 dBm～6.46 dBm,在载频13.9 GHz处相位噪声为-94.9 dBc/Hz@1 MHz。在5 V单电源直流偏置下该VCO的功耗为52.75 mW,其芯片尺寸为0.81 mm×0.78 mm。最后,本文对VCO的品质因数FOM指标进行了讨论。     

用于IEEE 802.11 b/g/n WLAN的高线性度功率放大器

基于2μm的InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺设计了一种可应用于IEEE802.11 b/g/n无线局域网(WLAN)的高线性度射频功率放大器.为了提高射频功率放大器的线性度,采用了负反馈镜像电路提供直流工作点,设计了良好的输入、输出和级间匹配电路来提高射频功率放大器的线性输出功率.流片结果表明,在工作电压为3.3V时,射频功率放大器的1 dB线性压缩输出功率(P1dB)可达27 dBm,当误差向量幅度(EVM)为3％时,2.4 GHz64 QAM激励下,输出功率可达19.8 dBm,满足标准规范要求.     

一种用于InGaP/GaAs HBT的简化的VBIC模型

提出一个应用于InGaP/GaAs HBT的简化的VBIC模型,描述了模型参数的提取方法,并把此模型应用于单、多指InGaP/GaAs HBT器件的建模.对器件的I-V特性及50MHz～15GHz频率范围内S参数进行了测量和仿真.结果表明,50MHz～9GHz频率范围内,简化后模型可对InGaP/GaAs HBT交流小信号特性进行较好的表征.     

应用于S频段的宽带高谐波抑制的F类功率放大器的设计

采用InGaP/GaAs HBT工艺设计了一个适用于S频段的宽带F类功率放大器,管芯大小为3×3×0.82mm3。为了同时实现高谐波抑制和宽带,在宽带匹配电路中使用了谐波陷波器。在1.8~2.5 GHz范围内,该匹配网络的输入阻抗约为一个常电阻,二次谐波阻抗约为零而三次谐波阻抗接近无穷大,因此提高了功率放大器的效率。输入测试信号为连续波,测试结果表明该功率放大器在1dB压缩点下的输出功率约为34dBm,PAE约为57%,2到4次谐波分量功率均小于-53dBc。     

基于InGaP/GaAs HBT的高效率高谐波抑制功率放大器

将基于InGaP/GaAs HBT工艺的高线性功率放大器芯片、CMOS控制芯片、输出匹配电路集成于双层基板,研制了一款工作在S波段的高效率、高谐波抑制功率放大器模组(MCM)。通过在输出匹配电路中引入多个LC谐振网络,抑制了输出信号的高次谐波分量,改善了放大器模组的线性度和效率。在电源电压4 V、静态电流220 mA、工作频率1.9～2.1 GHz条件下,其小信号增益大于34.3 dB,1 dB压缩点输出功率大于34.3 dBm,功率附加效率大于44.2%,谐波抑制比小于-55.0 dBc;采用21.6 kHzπ/4正交相移键控(QPSK)方式调制信号,功率放大器模组输出功率为34 dBm时,其误差向量幅度(EVM)小于3.1%,第一邻近信道功率比(ACPR1)小于-31 dBc,第二邻近信道功率比(ACPR2)小于-41 dBc。该放大器模组可广泛应用于卫星通信等领域。     

InGaP/GaAs HBT器件研究中的几个重要问题

本文分析了InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)微波器件研制中的一些重要问题,优化了发射结阻挡层厚度,解决离子注入实现器件隔离的问题,设计制备出发射极尺寸为(3μm×40μm)×3的HBT单管,并进行了测试。     

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。     

应用于IEEE 802.11 ac的高线性InGaP/GaAs HBT功率放大器

针对应用于无线局域网IEEE 802.11ac标准的终端,通过采用自适应线性化偏置和宽带匹配技术,设计一种高线性度的InGaP/GaAs HBT功率放大器。芯片测试结果表明,在4.9~5.9GHz的工作频段内,该功率放大器小信号增益超过26.2dB,1dB压缩点输出功率超过29.1dBm,实现了在64正交振幅调制-正交频分复用输入信号下,误差矢量幅度在3%时超过19dBm的线性输出功率。     

InGaP/GaAs HBT器件的制备及其特性

采用在发射区台面腐蚀时保留InGaP钝化层和去除InGaP钝化层的方法制备了两种InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)器件,研究了InGaP钝化层对HBT器件基区表面电流复合以及器件直流和射频微波特性的影响.对制备的两种器件进行了对比测试后得到:保留InGaP钝化层的HBT器件最大直流增益(β)为130,最高振荡频率(fmax)大于53 GHz,功率附加效率达到61％,线性功率增益为23 dB;而去除InGaP钝化层的器件最大β为50,fnax大于43 GHz,功率附加效率为57％,线性功率增益为18 dB.测试结果表明,InGaP钝化层作为一种耗尽型的钝化层能有效抑制基区表面电流的复合,提高器件直流增益,改善器件的射频微波特性.     

应用于TD-SCDMA移动终端的单片InGaP/GaAs HBT功率放大器

报道了用于TD-SCDMA移动终端的高效率、高线性度HBT功率放大器的研制. 该单片功率放大器采用两级放大结构,内部集成了输入匹配、级间匹配网络以及有源偏置电路,总芯片面积仅为0.91mm×0.98mm. 该功率放大器采用单电源3.4V供电,在高、低功率模式下,PAE分别为43%和16%,增益达到了28.5以及24dB. 当输入QPSK调制信号时,在低输出功率以及高输出功率状态下,1.6MHz/3.2MHz中心频偏处,ACPR分别低于-45dBc/-56dBc 和-39dBc/-50dBc. 本芯片尺寸小,电压稳定性高,性能优越,为低成本化的大规模生产提供了可能性.     

基于InGaP/GaAs HBT工艺超宽带高线性度单片放大器

为解决传统达林顿结构的单片射频放大器线性度低和高低温下静态电流变化大的问题,设计了动态偏置电路和有源偏置电路来提高放大器的线性度和稳定静态电流.同时,为了扩展放大器的带宽和提高增益平坦度,设计了负反馈电路结构.基于2μm磷化镓铟/砷化镓异质结双极型晶体管(InGaP/GaAs HBT)工艺和达林顿结构,设计了单片微波放...     

5W ISM波段InGaP/GaAs HBT功率放大器MMIC

通过分析InGaP/GsAsHBT器件的热学和电学特点,结合HBT大功率放大器芯片在技术性能、稳定性、可靠性及尺寸等方面的要求,通过优化设计HBT功率器件单元和匹配电路,开发了一个大功率、高效率、小尺寸的ISM波段功率放大器单片集成电路。该三级放大器的各级器件单元的发射极面积分别为320μm2,1280μm2,5760μm2,芯片内部包括了输入、输出50Ω匹配电路,面积仅为1.9mm×2.1mm。放大器采用5V单电源供电,在2.4～2.5GHz频率范围内线性增益为27dB,2dB增益压缩点输出饱和功率达到37dBm,功率附加效率为46%。     

一个新的单异质结InGaP/GaAs HBT模型

对VB IC B JT模型用于Ⅲ-V族化合物HBT器件建模的可行性进行了讨论和借鉴,结合UCSD HBT模型优点,提出一个新的可精确用于单异质结InGaP/GaAsHBT模型,并用于该类器件建模。测量和模型仿真I-V特性及多偏置条件下多频率点S参数对比结果表明,DC~20GHz频率范围内,新模型可对单、多指InGaP/GaAs HBT器件交流小信号特性进行精确表征。运用所建模型准确的预见了一宽带放大器性能。     

10Gb/s光调制器InGaP/GaAs HBT驱动电路的研制

采用自行研发的4英寸InGaP/GaAs HBT技术,设计和制造了10Gb/s光调制器驱动电路.该驱动电路的输出电压摆幅达到3V_pp,上升时间为34.2ps(20~80%),下降时间为37.8ps(20~80%),输入端的阻抗匹配良好(S11=-12.3dB@10GHz),达到10Gb/s光通信系统(SONET OC-192,SDH STM-64)的要求.整个驱动电路采用-5.2V的单电源供电,总功耗为1.3W,芯片面积为2.01×1.38mm².     

一种简化的VBIC模型和InGaP/GaAs HBT宽带放大器设计

采用一种新的简化VBIC模型对单、多指InGaP/GaAs HBT器件进行建模．测量和模型仿真I-V特性及其在多偏置条件下多频率点S参数对比结果表明，DC～9GHz频率范围内，简化后的模型可对InGaP/GaAs HBT交流小信号特性进行较好的表征．利用建立的模型设计出DC～9GHz两级直接耦合宽带放大器，该放大器增益达到19dB，输入、输出回波损耗分别低于－10dB和－8dB．     

自对准InGaP/GaAs HBT单片集成跨阻放大器

对自对准 In Ga P/ Ga As HBT单片集成跨阻放大器进行了研究 .采用发射极金属做腐蚀掩膜并利用 Ga As腐蚀各向异性的特点来完成 BE金属自对准工艺 ,最终制作出的器件平均阈值电压为 1.15 V,单指管子电流增益为5 0 ,发射极面积 4μm× 14μm的单管在 IB=2 0 0μA和 VCE=2 V偏压条件下截止频率达到了 4 0 GHz.设计并制作了直接反馈和 CE- CC- CC两种单片集成跨阻放大器电路 ,测量得到的跨阻增益在 3d B带宽频率时分别为 5 0 .6 d BΩ和 4 5 .1d BΩ ,3d B带宽分别为 2 .7GHz和 2 .5 GHz,电路最小噪声系数分别为 2 .8d B和 3.2 d B.     

An on-chip temperature compensation circuit for an InGaP/GaAs HBT RF power amplifier

A new on-chip temperature compensation circuit for a GaAs-based HBT RF amplifier applied to wireless communication is presented.The simple compensation circuit is composed of one GaAs HBT and five resistors with various values,which allow the power amplifier to achieve better thermal characteristics with a little degradation in performance.It effectively compensates for the temperature variation of the gain and the output power of the power amplifier by regulating the base quiescent bias current.The temperature compensation circuit is applied to a 3-stage integrated power amplifier for wireless communication applications,which results in an improvement in the gain variation from 4.0 to 1.1 dB in the temperature range between -20 and +80℃.