HBT MMIC功率放大器的自适应线性化偏置技术

设计HBT MMIC功率放大器,偏置电路的选择对于提高功率放大器的效率和线性度至关重要.为了在效率和线性度之间取得良好折中,一个重要的方法是让HBT的偏置点随输入信号的功率变化而变化.许多文献都对这种自适应偏置技术进行了研究,然而,对于多种自适应线性化偏置电路比较和分析的文章尚未见报道.本文综合叙述了适用于HBT MMIC工艺,尺寸小、成本低的多种自适应线性化偏置电路,总结了这些偏置电路的基本工作原理,并提出了一种改进的线性化偏置电路.     

应用于LTE band1的高效率功率放大器设计

设计了一种应用于LTE band1的带有自适应线性化偏置电路的高效率双链式HBT功率放大器。该电路基于InGaP/GaAs HBT工艺设计,通过控制偏置电路电压来选择高功率和低功率模式,对高功率模式仿真和测试结果进行分析。通过调试,最终高功率模式输出功率为28dBm时,增益为27.5dB,功率附加效率为43%,ACPR为-38dBc。在低功率模式输出功率为16dBm时有21%的功率附加效率。     

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。     

一种电调Doherty功率放大器

提出了一种全新的电调Doherty移动基站功率放大器。该Doherty放大器的载波放大器和峰值放大器的驱动功率分配比及输出合成相位实现了电可调,从而保证了Doherty功率放大器的最佳驱动功率分配比,以及最佳的输出合成相位,同时结合内部线性化技术以实现Doherty功率放大器的最优性能。为保证功率放大器性能的稳定,设计了一种用于Doherty功率放大器的恒静态偏置电路,在-25℃～+50℃的高低温实验中使放大器偏置电流的波动小于5%。功放的工作频率为870～890MHz,增益大于58dB。在CDMA2000信号测试下,输出功率为50.06dBm时,其ACLR(邻道泄漏功率比)小于-47.5dBc,整机效率达42.3%(含驱动级)。     

SiGe HBT功率放大器基极偏置电阻的优化

模拟了基极偏置电阻对功率放大器参数的影响.在兼顾效率、S参数、电压驻波比、功率增益及稳定性等特性的同时,得到了三阶交调信号幅度为最小值时的优化基极偏置电阻.模拟结果表明,一个优化的基极偏置电阻,不仅能使功率放大器的直流偏置点不受影响,三阶交调信号幅度最小,功率增益平坦度得到改善,而且S参数也能满足功放的要求.     

前馈功率放大器的常用自适应方法

提出了功率放大器中使用线性化技术的必要性。介绍了前馈功率放大器的设计方案和基本原理。针对前馈放大器的线性度因外部工作环境条件变化而产生恶化的问题,引入了功率放大器的自适应方法。提出了3种常用的前馈功率放大器自适应方法:导频法、最小功率检测法和相关检测法。分别讲述了这3种自适应方法的基本原理及其优缺点,并提出最小功率检测法是一种简便易行有效的自适应方法。     

一种用于北斗手持式终端的高功率放大器

采用完全对称的双链路功率合成架构,设计了一种 应用于北斗手持式终端的 高输出功率的功率放大器。采用F类输出匹配网络和自适应偏置电路,使得该功率放大器获得较高的功率附加效率和较好的谐波抑制性能。电路采用InGaP/GaAs HBT工艺流片,并通过搭载基板实现了集成化芯片的研制。芯片测试结果表明,该功率放大器的小信号增益为30 dB,1 dB压缩点为37 dBm,饱和输出功率为38 dBm,功率附加效率为45%,具有较好的谐波抑制性能。     

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.     

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。     

Doherty功率放大器的研究进展

随着现代数字无线通信的发展,功率放大器尽可能满足高效率、高线性度和高集成度的要求。目前,Doherty功率放大器因其兼具高效率和高线性度的特点,已成为当前射频（微波）功放研究的热点。文章综述了几种提高Doherty功率放大器效率、线性度和集成度的方法,包括二极管线性化技术、自适应偏置技术和预失真技术等,讨论了两种新的Doherty结构（多路结构和串联型结构）,并简单介绍了目前已完成的工作。最后,展望了Doherty功率放大器的未来发展趋势。     

应用于WiFi6的新型高线性度功率放大器设计

针对WiFi 6的设备需求,设计了一款工作在5.15 GHz～5.85 GHz的高线性度砷化镓异质结双极型晶体管射频功率放大器。为了保证大信号和高温下功率管静态工作点的稳定性,采用了一种新型有源自适应偏置电路。对射频功率检测电路进行了设计和改进,有效降低了射频系统的功耗。针对各次谐波分量产生的影响,对输出匹配网络进行了优化。仿真结果表明：该射频功率放大器芯片小信号增益达到了32.6 dB;在中心频率5.5 GHz时1 dB压缩点功率为30.4 dBm,功率附加效率超过27.9%;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-40 dBc。实测数据表明：小信号增益大于31.4 dB;5.5 GHz时1 dB压缩点功率为29.06 dBm;输出功率为26 dBm时,三阶交调失真低于-30 dBc。当输出功率为20 dBm时,二次三次谐波抑制到-30 dBc和-45 dBc。     

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 ...     

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%.     

2.4GHz CMOS线性功率放大器设计

利用双重器件提高线性度的方法,设计了一个两级电路结构的线性功率放大器,可应用于蓝牙系统发射模块。电路基于台基电公司（TSMC）0.18μm互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺进行设计,该功率放大器的中心工作频率为2.4GHz,利用ADS2008U2对电路进行模拟仿真。仿真结果显示,当输入信号功率为-7.8dBm时,功率增益为30.6dB,功率附加效率为26.67%,1dB压缩点输出功率为22.79dBm,具有很高的线性度。     

2.4GHz 0.35-μm CMOS全集成线性功率放大器设计

片上系统射频功率放大器是射频前端的重要单元.通过分析和对比各类功率放大器的特点,电路采用SMIC0.35-μm CMOS工艺设计2.4 GHz WLAN全集成线性功率放大器.论文中设计的功率放大器采用不同结构的两级放大,驱动级采用共源共栅A类结构组成,输出级采用共源级大MOSFET管组成.电路采用SMIC 0.35-μ...     

A 20 dBm Fully-Integrated 60 GHz SiGe Power Amplifier With Automatic Level Control

A + 20 dBm power amplifier (PA) for applications in the 60 GHz industrial scientific medical (ISM) band is presented. The PA is fabricated in a 0.13-mum SiGe BiCMOS process technology and features a fully-integrated on-chip RMS power detector for automatic level control (ALC), built-in self test and voltage standing wave ratio (VSWR) protection. The single-stage push-pull amplifier uses center-tapped microstrips for a highly efficient and compact layout with a core area of 0.075 mm². The PA can deliver up to 20 dBm, which to date, is the highest reported output power at mm-wave frequencies in silicon without the need for power combining. At 60 GHz it achieves a peak power gain of 18 dB, a 1-dB compression (P1dB) of 13.1 dBm, and a peak power-added efficiency (PAE) of 12.7%. The amplifier is programmable through a three-wire serial digital interface enabeling an adaptive bias control from a 4-V supply.     

移动通信用GaAs HBT功率放大器

介绍了移动通信用 Ga As HBT功率放大器的设计、制作 ,给出了电路拓扑。该两级放大电路在 180 0 MHz、3.6 V偏压下 ,相关增益 >30 d B,1分贝压缩点输出功率达到 2 8.8d Bm,饱和输出功率 >30 d Bm,最大效率 >37%。采用 Φ 76 mm工艺制作 ,工艺成品率高     

雷达中频放大器的线性对数双特性设计

雷达数字中频接收机需要一个线性中频预放大电路和一个监测用的对数中频放大器。采用射频变压器形成输入匹配网络,采用高性能低噪声宽带差分放大器AD8350作为线性放大器件,采用双调谐回路作为选频网络,采用魔T电路构成功率分配网络,采用高动态范围宽带对数放大器AD8309作为对数放大器件,设计了一个兼具线性和对数特性的中频放大器。实验表明,该放大器中频输入输出阻抗50Ω,中心频率30 MHz,带宽4 MHz。线性通道增益为18 dB,输出动态范围达98 dB(1 dB压缩点-90 dBm和+8 dBm)。对数通道中,在输入功率为-68 dBm～-8 dBm时,对数放大器输出电压范围对应为0.19 V～2.06 V。