6～18GHz宽带功率放大器模块

研究了ＧａＡｓ功率ＭＥＳＦＥＴ的小信号特性、大信号特性和其宽带匹配网络。选用ＴＷＴ－２型功率器件，设计研制出了单级宽带功率放大器。在６～１８ＧＨｚ的工作频率范围内，小信号增益等于５．０±１．０ｄＢ，１ｄＢ压缩输出功率等于２５．０±０．８ｄＢｍ，输入输出驻波比小于２．５。     

2～18GHz宽带ALC放大器

介绍了自动电平控制(ALC)放大器的工作原理,研究了组成ALC系统的放大器、衰减器及检波器的特性。采用宽带理论和微波仿真软件,设计了一种2～18 GHz宽带ALC放大器,并给出了测试结果。频率为2～18 GHz,增益大于18 dB,增益平坦度小于3 dB,输入输出驻波比小于2.5,ALC动态范围大于15 dB,输出功率稳定在12.5～13.5 dBm,具有优异的宽带性能及稳定的输出。该宽带ALC放大器采用PHEMT管芯和GaAs MMIC以及微波薄膜工艺,封装在密封的金属盒体中,具有模块化、小型化的特点,应用范围广泛、前景良好。     

A 50 to 70 GHz Power Amplifier Using 90 nm CMOS Technology

A 50 to 70 GHz wideband power amplifier (PA) is developed in MS/RF 90 nm 1P9M CMOS process. This PA achieves a measured P_sat of 13.8 dBm, P_{1 dB} of 10.3 dBm, power added efficiency (PAE) of 12.6%, and linear power gain of 30 dB at 60 GHz under V_DD biased at 1.8 V. When V_DD is biased at 3 V, it exhibits P_sat of 18 dBm, P_{1 dB} of 12 dBm, PAE of 15%, and linear gain of 32.4 dB at 60 GHz. The MMIC PA also has a wide 3 dB bandwidth from 50 to 70 GHz, with a chip size of 0.66 times 0.5 mm². To the author's knowledge, this PA demonstrates the highest output power, with the highest gain among the reported CMOS PAs in V-band.     

6 ~ 18 GHz 脊波导宽带功率合成放大器

提出一种不通过波导脊背与微带导带接触来实现脊波导-微带射频信号过渡的新型电路,具有工作频带宽、插入损耗小、电性能稳定等优点,非常适合工程应用。通过对该非接触式脊波导-微带过渡与Lange 电桥进行理论分析与仿真计算,提出了一种可覆盖C/ X/ Ku 频段的宽带功率合成方法,并按照该方案在6 ~18 GHz 频段内设计了一种以脊波导为射频端口的高效率2 路功率合成放大器。实测结果表明,6 ~18 GHz 频率范围内的无源合成效率高于87%。采用该电路将典型输出功率12 W 的2 只MMIC 的输出功率合成,在6 ~18 GHz 频率范围内得到了高于20 W 的饱和功率输出,附加效率最高可达28. 9%。该宽带功率合成放大器以脊波导为接口,不但功率容量大,且便于采用脊波导功率合成器进行高效率二次合成,为6 ~18 GHz 更大输出功率的固态功放研制提供了解决方案。     

A 200 GHz Monolithic Integrated Power Amplifier in Metamorphic HEMT Technology

A millimeter-wave monolithic integrated circuit power amplifier operating in the frequency range between 186 and 212 GHz is presented. The amplifier, dedicated to high-resolution imaging radar and communication systems, is realized in a 100 nm gate length metamorphic high electron mobility transistor technology. The three-stage design with four parallel transistors in the output stage achieves a linear gain of more than 12 dB and provides a saturated output power of more than 9 dBm and 7 dBm at 192 and 200 GHz, respectively.      

5. 8GHz 堆叠式功率放大器设计

基于2mm GaAs HBT 工艺,采用堆叠晶体管结构设计了一款5. 8GHz 功率放大器。通常堆叠式功率 放大器在高频情况下,上下两层晶体管间需要电感来完成功率匹配,在芯片设计中其电感会增加版图面积和级间功 耗,为此该设计则利用上层晶体管的基极与地之间的串联电阻、电容等效成堆叠结构级间的感性负载,从而减小了 级间的损耗与匹配难度。实测结果表明,该堆叠功率放大器在5. 8GHz 时增益为20. 6dB,饱和输出功率为29dBm,饱 和输出时功率附加效率达到36. 4%,芯片面积仅为1×0. 85mm2     

一种65 nm CMOS 60 GHz高增益功率放大器

设计了一种基于65 nm CMOS工艺的60 GHz功率放大器。采用共源共栅结构与电容中和共源级结构相结合的方式来提高功率放大器的增益,并采用两路差分结构来提高输出功率。采用片上变压器作为输入/输出匹配及级间匹配,以减小芯片的面积,从而降低成本。采用Cadence、ADS和Momentum等软件进行联合仿真。后仿真结果表明,在工作频段为60 GHz时,最大小信号增益为26 dB,最大功率附加效率为18.6%,饱和输出功率为15.2 dBm。该功率放大器具有高增益、高效率、低成本等优点。     

CKF256型8～18GHz微波FET宽带放大器

本文通过电路实验向大家介绍了一种8～18GHz微波FET宽带放大器,其中包括放大器设计和器件寄生参量的局限。讨论了电路的可行性并测量了放大器的相关功率增益、平坦度、驻波系数和噪声系数。     

一种30 MHz～3 GHz宽带高增益功率放大器

基于0.25 μm GaAs PHEMT 工艺,设计了一种可应用于甚高频和超高频的宽带高增益功率放大器。该功率放大器采用两级级联结构来克服功率增益的不足,采用堆栈结构来实现平坦的增益和输出功率。仿真结果表明,该功率放大器的工作带宽为30 MHz~3 GHz,小信号增益为(38.2±1.6)dB,输入输出回路损耗在-10 dB以下。在连续波测量模式下,输出1 dB压缩点为(35.3±1.0)dBm,功率附加效率为16.8%~11.0%。     

基于GaN HEMT的0.8～4 GHz宽带平衡功率放大器

基于GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)技术,研制了在0.8 ～4 GHz频率下,输出功率大于50 W的宽带平衡式功率放大器.采用3 dB耦合器电桥构建平衡式功率放大器结构;采用多节阻抗匹配技术设计了输入/输出匹配网络,实现了功率放大器的宽带特性;采用高介电常数Al2O3基材实现了小型化功率放大器单元;采用热膨胀系数与SiC接近的铜-钼-铜载板作为GaN HEMT管芯共晶载体,防止功率管芯高温工作过程中因为热膨胀而烧毁.测试结果表明,在0.8～4 GHz频带内,功率放大器功率增益大于6.4 dB,增益平坦度为±1.5 dB,饱和输出功率值大于58.2W,漏极效率为41％ ～62％.     

12～18GHz宽带功率低噪声固态放大器

研制开发了１２～１８ＧＨｚ宽带功率固态放大器。主要技术指标：工作频率为１２～１８ＧＨｚ，增益ＧＰ≥２５ｄＢ，输出功率ＰＯ≥４００ｍＷ，输入输出驻波比ＶＳＷＲ≤２．５∶１，噪声系数Ｆｎ≤６ｄＢ。     

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。     

A 20 dBm Linear RF Power Amplifier Using Stacked Silicon-on-Sapphire MOSFETs

In this letter, a fully integrated 20-dBm RF power amplifier (PA) is presented using 0.25-mum-gate silicon-on-sapphire metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs). To overcome the low breakdown voltage limit of MOSFETs, a stacked FET structure is employed, where transistors are connected in series so that each output voltage swing is added in phase. By using triple-stacked FETs, the optimum load impedance for a 20-dBm PA increases to 50Omega, which is nine times higher than that of parallel FET topology for the same output power. Measurement of a single-stage linear PA shows small-signal gain of 17.1 dB and saturated output power of 21.0dBm with power added efficiency (PAE) of 44.0% at 1.88 GHz. With an IS-95 code division multiple access modulated signal, the PA shows an average output power of 16.3 dBm and PAE of 18.7% with adjacent channel power ratio below -42dBc     

一种60 GHz CMOS高效率功率放大器

为了满足短距离无线高速传输的应用需求,基于SMIC 90 nm 1P9M CMOS工艺,设计了一种可工作在60 GHz的功率放大器(PA)。该PA为单端三级级联结构。采用顶层金属方法,设计具有高品质因子的小感值螺旋电感,用于输入、输出和级间匹配电路,以提高电路的整体性能。通过减少传输损耗和输出匹配损耗,提高了附加功率效率。仿真结果表明,在1.2 V电源电压下,该PA的功率增益为17.2 dB,1 dB压缩点的输出功率为8.1 dBm,饱和输出功率为12.1 dBm,峰值功率附加效率为15.7%,直流功耗为70 mW。各性能指标均满足60 GHz通信系统的要求。     

一款结构新颖的2~8.5GHz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。文章对其工作原理和稳定性进行了分析,并基于2μm 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：新型电路拓扑结构能有效的扩展带宽,提高增益。在2~8.5GHz的频率范围内,增益达到20dB,增益平坦度小于±0.5dB,P1dB点输出功率大于17dBm。     

A 5.8 GHz 1 V Linear Power Amplifier Using a Novel On-Chip Transformer Power Combiner in Standard 90 nm CMOS

A fully integrated 5.8 GHz Class AB linear power amplifier (PA) in a standard 90 nm CMOS process using thin oxide transistors utilizes a novel on-chip transformer power combining network. The transformer combines the power of four push-pull stages with low insertion loss over the bandwidth of interest and is compatible with standard CMOS process without any additional analog or RF enhancements. With a 1 V power supply, the PA achieves 24.3 dBm maximum output power at a peak drain efficiency of 27% and 20.5 dBm output power at the 1 dB compression point.     

一款130～140GHz MMIC低噪声放大器

基于90 nm栅长的InP高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款工作于130 ～140 GHz的MMIC低噪声放大器(LNA).该款放大器采用三级级联的双电源拓扑结构,第一级电路在确保较低的输入回波损耗的同时优化了放大器的噪声,后两级则采用最大增益的匹配方式,保证了放大器具有良好的增益平坦度和较小的输出回波损耗.在片测试结果表明,在栅、漏极偏置电压分别为-0.25 V和3V的工作条件下,该放大器在130～ 140 GHz工作频带内噪声系数小于6.5 dB,增益为18 dB±1.5 dB,输入电压驻波比小于2:1,输出电压驻波比小于3:1.芯片面积为1.70 mm×1.10 mm.该低噪声放大器有望应用于D波段的收发系统中.     

8GHz功率场效应放大器

本文叙述了用于微波中继通讯的功率GaAs FET放大器.介绍了设计方法和研制结果,8GHz下获得输出功率600mW、增益大于34dB、线性度良好的结果,并已经用于微波中继通讯无人站中.     

基于场效应管阻抗参数测试的宽带功率放大器优化设计

设计了一个工作在800～1250MHz的宽带线性高功率放大器.用负载牵引方法测试了LDMOS场效应管宽带内的大信号阻抗参数,利用测得的阻抗参数优化设计了功放的匹配电路.实测功放的1dB压缩点输出功率大于44.5dBm,二次谐波小于-25dBc,输出功率为38.5dBm时双音测试三阶交调(IM3)优于-44dBc.     

1.95GHz Doherty功率放大器设计

基于SMIC 0.18 μm RF CMOS工艺,设计了一款1.95 GHz的Doherty功率放大器.为了保持两路功放相位最大一致性,主功放(PA1)和辅功放(PA2)采用了同一种CMOS功率放大器,仅改变其偏压使其工作在不同模式.CMOS功率放大器为工作于AB类的两级放大电路,集成了输入和级间匹配网络;功分器以及λ...