5 GHz无线局域网的锗硅异质结晶体管功率放大器

采用IBM 0.35 μm SiGe BiCMOS工艺设计了一种应用于5 GHz无线局域网的射频功率放大器.功率放大器工作在A类状态,由两级共发射极放大电路组成,并利用自适应偏置技术改善了功放的线性度.输入输出和级间匹配网络都采用片内元件实现.在3.3 V的电源电压下,模拟得到的功率增益为32.7dB;1dB压缩点输出功率为25.7 dBm;最大功率附加效率(PAE)为15%.     

一种新型自适应偏置线性功率放大器

为了改善常用电压偏置功率放大器对偏置电压、温度和工艺的敏感影响,提出了一种新型的低耦合自适应偏置电路结构,并采用改进的负载牵引仿真方法,通过在Jazz SiGe BiCMOS 0.35μm工艺上的设计实现表明,最大线性功率可以有效地提高2dB,效率可以提高12.5%.工作在2.4 GHz频段上的此功率放大器可以适用于蓝牙增强数据率模式和无线局域网802.11b/g等采用线性调制的发送端.     

一种改进LC匹配电路的Class-F射频功率放大器

为了改善传统F类射频功放LC输出匹配电路二阶阻抗不为零而造成的效率损害,提出了一种更加理想的新型LC输出匹配电路.根据双极型功放的特点,提出的新型LC输入匹配电路可以进一步提高输出效率.通过在Jazz SiGe BiCMOS 0.35μm工艺上的电路仿真设计表明,效率可以由63%增加到73%.工作在2.4GHz频段上的此F类功率放大器可以适用于采用非线性调制的射频发送端.     

硅锗基区异质结双极型晶体管的研究进展

本文综述了SiGe-HBT工艺及性能研究的最新进展,提出了若干重要的研究课题.     

一种自适应线性化偏置的单片集成功率放大器

提出一种自适应线性化偏置的电路结构,通过调节控制电压改变偏置管的工作状态,提高功率放大电路的线性度,降低偏置电流对参考电压和环境温度的敏感度.利用双反馈环结构抑制输入阻抗随频率的变化,实现了宽带匹配,拓展了放大器的带宽.采用微波电路仿真软件AWR进行仿真,验证了带宽范围内的相位偏离度在2°以内.基于2μm InGaP/GaAs HBT工艺,设计了集成电路版图并成功流片.测试结果表明:在3.5V电压供电下,该放大器在1～2.5 GHz频带范围内,输入反射系数均在-10 dB以下,功率增益为23 dB,输出功率大于30 dBm,误差向量幅度在2.412 GHz时为.2.7％@24 dBm,最大功率附加效率达40％.     

用于无线通信的SiGe异质结双极型晶体管AB类功率放大器

报道了一种性能良好的SiGe功率放大器,具有用于无线通信的前景.在B类模式下工作时,输出功率可以达到30dBm.在AB类模式下,电源电压为4V工作时,1dB压缩点输出功率(P1dB)为24dBm,输出功率三阶交截点(TOI)为39dBm.最大的功率附加效率(PAE)和在1dB压缩点的功率附加效率分别达到34%和25%.处理CDMA信号时的邻道功率抑制超过42dBc,符合IS95标准.     

应用于WCDMA的双频单片SiGe BiCMOS功率放大器

采用0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计实现了一款用于3GPP WCDMA 850/2100(band-I/band-V)的双频单芯片功率放大器(PA)。PA采用单端共射级3级级联的结构,具有带模拟开关的片上偏置电路,通过控制偏置电流对两个PA工作状态进行切换。制造的芯片面积为1.82 mm×2.83 mm,片上集成了开关电路、偏置电路和输入匹配、级间匹配电路。在3.3 V电源电压下测试结果表明,对于band-V(CLR)频段,PA的线性输出功率P1 dB为28.6 dBm,5 dBm输入时,功率附加效率PAE,为34%。对于band-I(IMT)频段,PA的P1 dB为26.3 dBm,PAE为31%。     

用于无线通信的SiGe异质结双极型晶体管AB类功率放大器

报道了一种性能良好的SiGe功率放大器,具有用于无线通信的前景.在B类模式下工作时,输出功率可以达到30dBm.在AB类模式下,电源电压为4V工作时,1dB压缩点输出功率(P1dB)为24dBm,输出功率三阶交截点(TOI)为39dBm.最大的功率附加效率(PAE)和在1dB压缩点的功率附加效率分别达到34%和25%.处理CDMA信号时的邻道功率抑制超过42dBc,符合IS95标准.     

一种基于自适应偏置的2.4 GHz CMOS功率放大器

提出了一种单端自适应偏置电路,该电路能够根据输入信号功率,动态地调整输出直流电压,以提升射频功率放大器(PA)的线性度及功率回退区域的效率。为验证该电路的功能,设计了一种2.4 GHz PA,该电路基于单端三级结构设计,采用0.18 μm CMOS工艺制造,电路输入及输出阻抗匹配网络均集成于片内。测试结果表明,PA的增益为26.8 dB,S11和S22均小于-10 dB,OP1 dB为23.5 dBm,功率回退6 dB点PAE和峰值PAE分别为14%和24%。该PA对WLAN、ZigBee等2.4 GHz设备具有一定的应用价值。     

一种GaAs HBT微波功率放大器的设计

介绍了C波段宽带固态功率放大器的设计方法和实际测试结果。该放大器用于某雷达发射组件推动级,采用GaAs HBT器件,宽带匹配电路、直流偏置、负反馈设计。根据负载牵引分析,运用微波仿真软件对功率管的输入、输出阻抗匹配电路及其偏置电路进行优化仿真设计,增加电源控制电路保证可靠性,研制出了符合整机指标要求的放大器。     

基于IBM SiGe BiCMOS工艺5PAe的2GHz功率放大器设计

采用IBM公司刚刚推出试用的0.35μm SiGe BiCMOS开发性工艺5PAe设计并实现了一个2GHz功率放大器. 该放大器采用两级单端结构,除集电极扼流电感外,其余元件全部片上实现,具有集成度高、结构简单的特点. 通过在管子基极和匹配电感中串联电阻,实现了全频段稳定. 键合测试表明,在所有电源电压下电路均能稳定工作. 在VC=3.5V, VB=6V, f=2.0GHz时,小信号增益为20.8dB,输入输出反射系数分别小于-17和-16dB, Pout-2dB约为24dBm. 而在输出功率为25.1dBm时,功率附加效率达到21.5%,二次和三次谐波分别小于-45和-52dBc,因而具有较好的线性度.     

基于IBM SiGe BiCMOS工艺5PAe的2GHz功率放大器设计

采用IBM公司刚刚推出试用的0.35μm SiGe BiCMOS开发性工艺5PAe设计并实现了一个2GHz功率放大器.该放大器采用两级单端结构,除集电极扼流电感外,其余元件全部片上实现,具有集成度高、结构简单的特点.通过在管子基极和匹配电感中串联电阻,实现了全频段稳定.键合测试表明,在所有电源电压下电路均能稳定工作.在VC=3.5V,VB=6V,f=2.0GHz时,小信号增益为20.8dB,输入输出反射系数分别小于-17和-16dB,Pout-2dB约为24dBm.而在输出功率为25.1dBm时,功率附加效率达到21.5%,二次和三次谐波分别小于-45和-52dBc,因而具有较好的线性度.     

基于IBM SiGe BiCMOS工艺5PAe的中功率放大器

采用IBM公司刚刚推出试用的0.35μm SiGe BiCMOS开发性工艺5PAe设计并实现了一个C波段功率放大器。该放大器采用两级单端结构,除集电极扼流电感外,其余元件全部片上实现,具有集成度高、结构简单的特点。通过在管子基极和匹配电感中串联电阻实现了全频段稳定。键合测试表明,在所有电源电压下电路均能稳定工作。在VC=3.5V,VB=7V,f=4.1GHz时,小信号增益为17.7dB,输入输出反射系数分别为-16.9dB和-13.9dB,而在输出功率为22.8dBm时,二次和三次谐波分别小于-36dBc和-45dBc。     

HBT自热效应对功率放大器偏置电路的影响及补偿

研究了GaAs HBT的自热效应对功率放大器镜像电流源偏置电路性能的影响.HBT自热效应使得这种偏置电路的镜像精度和温度特性变差.利用HBT器件特有的集电极电流热电负反馈理论,通过优化基极偏置电阻的方法,对自热效应进行了有效补偿,偏置电路的电流镜像精度得到有效提高,偏置电流温度漂移由9.5%减小到0.5%.     

SiGe HBT工艺宽带功率放大器

A novel broadband power amplifier fabricated in 0.13 m SiGe HBT technology is realized.The pseudo-differential structure is proposed to avoid the influence of the bonding wire due to the AC virtual ground created at the common emitter node.A compensated matching technique is adopted in interstage matching to expand bandwidth.A multi-stage broadband matching technique is used in an input/output matching network to offer broadband impedance matching,which ensures maximum power transfer.An adaptive bias circuit could improve linearity and efficiency in wide output power level.With 2.5 V power supply,the measured results achieve 96% 3-dB bandwidth(517-1470 MHz),27.2 dB power gain,26.9 dBm maximum output power,19.7 dBm output 1 dB compression point,and 26.7% power added efficiency.     

ISM频段中功率功率放大器

采用三指单胞的InGaP/GaAsHBT提取的大信号模型参数 ,设计出应用于ISM频段的三级AB类功率放大器 .通过对传统偏置网络的优化 ,消除了小信号下的增益压缩 .在 3 5V电压下 ,该放大器的最大线性输出功率为30dBm ,增益达到 2 9 1dB ,对应的功率附加效率为 4 3 4 % ,临近沟道抑制比达到 - 10 0dBc,而静态偏置电流很低 ,只有 10 9 7mA .     

ISM频段中功率功率放大器

采用三指单胞的InGaP/GaAs HBT提取的大信号模型参数,设计出应用于ISM频段的三级AB类功率放大器.通过对传统偏置网络的优化,消除了小信号下的增益压缩.在3.5V电压下,该放大器的最大线性输出功率为30dBm,增益达到29.1dB,对应的功率附加效率为43.4%,临近沟道抑制比达到-100dBc,而静态偏置电流很低,只有109.7mA.