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。     

应用于C-X-Ku波段的宽带功率放大器

采用0.25μm AlGaAs/InGaAs/GaAs PHEMT工艺技术,研制出了6～18GHz三级MMIC全匹配宽带功率放大器单片.在6～18GHz的工作频率下,放大器的平均功率增益为19dB,输出功率大于33.3dBm,在10GHz处有最大输出功率34.7dBm,输入回波损耗S11低于-10dB,输出回波损耗S22低于-6dB.与报道的C-X-Ku频段宽带功率放大器相比,有较好的功率平坦度.     

基于SiGe工艺的高增益射频功率放大器

基于0.13μm SiGe HBT工艺,设计应用于无线局域网(WLAN)802.11b/g频段范围内的高增益射频功率放大器.该功放工作在AB类,由三级放大电路级联构成,并带有温度补偿和线性化的偏置电路.仿真结果显示:功率增益高达30dB,1dB压缩点输出功率为24dBm,电路的S参数S11在1.5～4GHz大的频率范围内均小于-17dB,S21大于30dB,输出匹配S22小于-10dB,S12小于-90dB.最高效率可达42.7%,1dB压缩点效率为37%.     

基于GaAs PHEMT工艺的60~90GHz功率放大器MMIC

研制了一款60~90 GHz功率放大器单片微波集成电路(MMIC),该MMIC采用平衡式放大结构,在较宽的频带内获得了平坦的增益、较高的输出功率及良好的输入输出驻波比(VSWR)。采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)标准工艺进行了流片,在片测试结果表明,在栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,功率放大器MMIC的小信号增益大于13 dB,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,功率放大器的小信号增益均大于15 dB。载体测试结果表明,栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,该功率放大器MMIC饱和输出功率大于17.5 dBm,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,其饱和输出功率可达到20 dBm。该功率放大器MMIC尺寸为5.25 mm×2.10 mm。     

Ka波段5W GaAs PHMET功率MMIC

报道了一款采用0.15μm GaAs功率MMIC工艺研制的Ka波段功率放大器芯片。芯片采用四级放大拓扑结构,在29～32GHz频带范围内6V工作条件下线性增益25dB,线性增益平坦度小于±0.75dB;饱和输出功率大于5W,饱和效率大于20%,功率增益大于22dB;1dB压缩点输出功率大于36.5dBm,效率大于18%。     

高效率X波段GaN MMIC功率放大器的研制

突破了GaN MMIC功率放大器的设计、制造、测试等关键技术,研制成功X波段GaN MMIC功率放大器。设计及优化了电路拓扑结构及电路参数,放大器芯片采用了国产外延材料及标准芯片制作工艺。单片功率放大器包含两级放大电路,采用了功率分配及合成匹配电路,输入输出阻抗均为50Ω。制作了微波测试载体及夹具,最终实现了X波段GaN MMIC功率放大器微波参数测试。在8.7～10.9 GHz频率范围内,该功率放大器输出功率大于16 W,功率增益大于14 dB,增益波动小于0.4 dB,输入驻波比小于2∶1,功率附加效率大于40%,带内效率最高达52%。     

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。     

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。     

S波段35W GaN功率MMIC

报道了一款采用两级拓扑结构的2～4 GHz宽带高功率单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,重点在于宽带功率效率平坦化设计.经匹配优化后放大器在2～4 GHz整个频带内脉冲输出功率大于35 W,小信号增益达到22 dB,在2.4 GHz频点处峰值输出功率达到40 W,对应的功率附加效率为3...     

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。     

A 60 GHz SiGe-HBT Power Amplifier With 20% PAE at 15 dBm Output Power

A monolithic power amplifier (PA) operating in the 60 GHz band is presented. The circuit has been designed utilizing an advanced 0.25 SiGe-heterojunction bipolar transistor (HBT) technology, featuring npn transistors with and . A two-stage cascode architecture has been chosen for the implementation. Design techniques and optimization procedure are explained in detail. Measurements show a small signal gain of 18.8 dB and an output power of 14.5 dBm under 1 dB gain compression at 61 GHz. At this frequency, the saturated output power is 15.5 dBm and the peak power added efficiency (PAE) is 19.7%. To our knowledge, this is the highest PAE reported so far for a monolithic 61 GHz PA in SiGe-HBT technology.     

Ka频段PHEMT 1W功率单片放大器

设计制作了Ka频段高输出功率的单片功率放大器.基于河北半导体研究所的0.25μm栅长的75mm GaAsPHEMT工艺制作的三级功率放大器,芯片尺寸为19.25mm2(3.5mm×5.5mm).在32.5～35.5GHz的频率范围内,小信号线性增益大于16dB,带内平均1dB增益压缩点输出功率为29.8dBm,最大饱和输出功率为31dBm.     

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。     

2.4GHz CMOS高线性功率放大器

采用A类与B类并联的结构,设计了一种2.4GHz高线性功率放大器.输入信号较小时,A类放大器起主要作用;随着输入信号的增大,B类放大器起的作用越来越明显,来补偿A类的压缩,由此显著提高了放大器的线性度.电路主体为共栅管采用自偏置方法的共源共栅结构,提升了功放大信号工作时的可靠性.电路采用中芯国际0.13 μmCMOS工...     

一种用于5G通信的高稳定双模功率放大器

采用国产40 nm CMOS工艺,设计了一种用于5G通信的28 GHz双模功率放大器。功率级采用大尺寸晶体管,获得了高饱和输出功率。采用无中心抽头变压器,消除了大尺寸晶体管带来的共模振荡问题。在共源共栅结构的共栅管栅端加入大电阻,提高了共源共栅结构的高频稳定性。采用共栅短接技术,解决了大电阻引起的差模增益恶化问题。在级间匹配网络中采用变容管调节,实现了双模式工作,分别获得了高功率增益和高带宽。电路后仿真结果表明,在高增益模式下,该双模功率放大器获得了20.8 dBm的饱和输出功率、24.5%的功率附加效率和28.1 dB的功率增益。在高带宽模式下,获得了20.6 dBm的饱和输出功率、22.6%的功率附加效率和12.2 GHz的3 dB带宽。     

应用于无线传感器网络的功率放大器的设计

给出一种基于TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺,应用于无线传感器网络的2.4 GHz 功率放大器的设计.该功率放大 器工作频率范围为2.4 GHz～2.4835 GHz,采用全差分AB类共源共栅电路结构,使用功率控制技术以节省功耗,当输入信号 功率-12.5 dBm时,输出功率在-10.4 dBm至5.69 ...     

A Cool, Sub-0.2 dB Noise Figure GaN HEMT Power Amplifier With 2-Watt Output Power

This paper reports on a S-, C-band low-noise power amplifier (LNPA) which achieves a sub-0.2 dB noise figure (NF) over a multi-octave band and a saturated output power (Psat) of 2 W at a cool temperature of -30degC . The GaN MMIC is based on a 0.2 mum AlGaN/GaN-SiC HEMT technology with an f_T ~ 75 GHz. At a cool temperature of -30degC and a power bias of 15 V-400 mA, the MMIC achieves 0.25-0.45 dB average NF over a 2-8 GHz band and a linear P_1dB of 32.8 dBm ( ~ 2 W) with 25% power-added efficiency (PAE). At a medium bias of 12 V-200 mA, the amplifier achieves 0.1-0.2 dB average NF across the same band and a P_1dB of 32.2 dBm (1.66 W) with 35% PAE. The corresponding saturated output power is greater than 2 W. At a low noise bias of 5 V-200 mA, a remarkable 0.05-0.15 dB average NF is achieved with a P_1dB > 24 dBm and PAE ~ 33%. These results are believed to be the lowest NF ever reported for a multi-octave fully matched MMIC amplifier capable of > 2 W of output power.     

6～20GHz宽带低噪声中功率放大器

本文介绍了６～２０ＧＨｚ微波宽带低噪声、中功率放大器的研制工作。采用微波宽带匹配和ＣＡＤ技术, 研制出了符合整机要求的放大器。主要性能指标： 工作频率６～２０ＧＨｚ, １ｄＢ压缩输出功率≥１８ｄＢｍ , 增益≥２８ｄＢ, 输入输出驻波比≤２．０∶１, 噪声系数≤４．０ｄＢ, 增益平坦度≤±２．０ｄＢ     

多倍频程GaN 分布式功率放大器的设计与实现

分布式放大器结构是一种能够实现极宽带宽的放大电路结构.不过由于晶体管自身功率密度的限制,分布式放大器大多用于小信号放大器的设计中.第3代宽禁带半导体GaN具有击穿场强高、输出功率密度大的优点,随着GaN晶体管的发展成熟,将其应用于分布式放大器结构中能够实现宽带功率放大器.本文采用4个GaNHEMT(高电子迁移率晶体管)分立器件进行分布式功率放大器设计,并以混合集成电路工艺加工,实现了0.3 ～2.5GHz的多倍频程宽带功率放大器.最终得到的测量结果显示,功率放大器在0.3 ～ 2.5GHz的频带内,饱和输出功率大于39dBm,线性增益大于8dB,最大PAE大于15％.     

下一代移动通信LTE中功率放大器芯片设计

基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种应用于下一代移动通信3GPP LTE TDD2.6 GHz频段(Band38)的射频功率放大器(PA)芯片。射频功率放大器采用共发射极3级级联的全差分结构,提高了输出电压摆幅,减小了功率晶体管的集电极电流,且降低了寄生的键合线电感。在预放大级和中间放大级、功率级中分别设计了电阻偏置和有源偏置两种偏置电路以提高线性度性能,并通过MOS开关管实现功率控制功能。测试结果表明:在2.57～2.62 GHz工作频段内,正向增益S21大于30.5 dB,输入回波损耗S11和输出回波损耗S22分别均小于-13 dB,功率增益大于31 dB,输出1 dB压缩点功率达28.6 dBm,功率附加效率为18%。