基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的高线性射频功率放大器

采用0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,设计应用于无线局域网(WLAN )802.11b/g 2.4 GHz 频段的Class AB 射频功率放大器.该放大器采用两级放大结构,具有带温度补偿的线性化偏置电路.仿真结果显示:电路的输入匹配S11小于-13 dB,输出匹配S22小于-20 dB,功率增益达27.3 dB,输出1 dB压缩点为23 dBm, 最大功率附加效率(PAE)为21.3%;实现了匹配电路、放大电路和偏置电路的片上全集成,芯片面积为1 148 μm×1 140 μm.     

基于SiGe HBT的射频功率放大器

基于国内的0.18μm SiGe BiCMOS工艺,针对该工艺下SiGe HBTs功率器件击穿电压、工作频段的稳定性和最优负载阻抗值等方面的研究,给出了功率放大器的设计优化过程,比较了功率SiGe HBTs在共射和共基两种结构下的频率与最大功率增益性能.实现了一款应用于2.4GHz无线通信的全集成A类功率放大器.测试结果表明:S11-13dB,S22-10dB,S21=13.8dB,输出1dB压缩点为10.97dBm,饱和输出功率为16.7dBm.     

基于 SiGe 工艺的线性功率放大器设计

基于SiGe Heterojunction Bipolar Transistors（HBT）工艺设计了一款线性射频功率放大器．该功率放大器采用三级级联结构,每一级采用自适应偏置网络,级间匹的网络集成在片内,匹配网络中的电感由绑定线实现．该功率放大器工作在2G Hz ,带宽50M Hz ,增益30dB ,在1dB压缩点输出功率（P1dB ）为27．1dBm ,功率附加效率（PAE）为36％．该功放由3．4V电压供电,芯片尺寸1mm ×0．7mm ．     

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SiGe BiCMOS工艺的射频ESD电路设计

随着射频电路工作频率的不断升高,ESD已经成为了影响电路可靠性和射频电路性能的重要因素。针对高速射频电路,设计了高速I/O口ESD防护电路和电源到地的箝位电路,并采用斜边叉指型二极管进行版图和性能优化。采用Jazz 0.18μm SiGe BiCMOS工艺对该ESD防护电路进行设计和流片。经过测试得到,ESD保护电压最高可达到3000 V。更改二极管叉指数取得更高的ESD防护级别,改进后保护电压最高可达到4500 V。     

基于0.35µm SiGe BiCMOS工艺的2.4GHz功率放大器

本文报道了基于0.35µm SiGe BiCMOS工艺的2.4GHz功率放大器的设计。为了降低PCB上的寄生效应,提高电路稳定性和增益,设计了带台面的金属板使芯片通过台面接地而避免通过PCB过孔接地。另外,输出匹配网络中采用了低通匹配形式,提高了电路的线性度和功率输出能力。在2.4GHz,测得1dB压缩点输出功率为15.7dBm,线性增益为27.6dB,S11和S22分别低于-7dB和-15dB。     

一种基于0.13 μm SiGe工艺的77 GHz功率放大器

提出了一种采用0.13 μm SiGe工艺制作的77 GHz功率放大器。该放大器采用两路合成结构提高输出功率,采用两级差分放大结构提高增益。功率级选择Cascode结构,提升功率级输出阻抗,便于匹配。驱动级选择共射极加中和电容的结构,便于提升增益。在输入端,通过两路耦合线巴伦结构进行功率分配,得到两对差分信号,经过两路放大之后再通过两路耦合线巴伦结构进行功率合成,最后输出信号,级间匹配采用变压器匹配。该功率放大器采用ADS软件仿真。结果表明,在77 GHz的工作频点处,小信号增益为19.6 dB,峰值功率附加效率为11%,饱和输出功率为18.5 dBm。     

优化偏置点的SiGe功率放大器设计

采用0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了应用于2.4 GHz频段无线局域网的功率放大器。着重测试分析了偏置点对放大器输出信号误差矢量幅度和效率的影响。发现通过优化偏置点,可提高功率放大器的最大线性输出功率和效率。电路采用三级单端放大结构,集成了偏置电路、输入匹配和级间匹配电路。在优化的偏置点下测试表明,在2.45 GHz频率处增益为26.6 dB,1 dB压缩点处输出功率为23.6 dBm。对于IEEE 802.11g 54 Mbps的调制信号,误差矢量幅度为5.6%时,线性输出功率达到16.6 dBm。     

基于GaAs HBT工艺的高增益宽带Doherty功率放大器设计

在传统Doherty功率放大器的基础上,采用砷化镓(GaAs)异质结双极晶体管(HBT)工艺,设计了一款可应用于5G通信N79频段(4.4~5 GHz)的高回退效率MMIC Doherty功率放大器(DPA)。通过在Doherty电路中采用共射-共基结构,并在共射-共基结构中加入共基极接地电容,大幅提升了DPA的增益和输出功率。使用集总元件参与匹配,减小了芯片的面积。仿真结果表明,在目标频段内,增益大于28 dB,饱和输出功率约为38 dBm,饱和附加效率(PAE)为63%,7 dB回退处的效率达到43%。     

一种SiGe BiCMOS 140 GHz高增益功率放大器

基于IHP 130 nm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种中心频率为140 GHz 的三级Cascode结构的功率放大器。该放大器由两个驱动级和一个输出功率级组成,输入、输出和级间匹配均采用微带线实现。设计中,选用最佳尺寸的晶体管,通过分析得到最佳偏置电流和最佳偏置电压,从而获得最大的电压摆幅,以提高输出功率。仿真结果表明,在120~160 GHz的工作频带中,该放大器的最高增益为28 dB,饱和输出功率为16.2 dBm, 功率附加效率为20%,功耗为220 mW。     

一种SiGe D波段高增益低噪声放大器

基于IHP 0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种工作于D波段的高增益低噪声放大器。该放大器由两级Cascode 结构和一级共发射极结构组成。利用发射极退化电感来同时实现噪声抑制和功率匹配,利用微带线进行输入输出匹配和级间匹配,采用增益提升技术来提高前两级Cascode结构的增益。仿真结果表明,该放大器在中心频率140 GHz处实现了32 dB的增益,在125~148 GHz范围内均达到30 dB以上的增益,在相同频率范围内实现了小于6 dB的噪声系数,直流功耗仅为26 mW,芯片尺寸为610 μm×340 μm。该放大器具有低噪声和高增益的特点。     

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.     

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TD-LTE的SiGe BiCMOS功率 放大器的设计

针对准第四代无线通信技术TD-LTE中2.570~2.620 GHz频段的应用,设计了一款基于IBM SiGe BiCMOS7WL工艺的射频功率放大器。该功率放大器工作于AB类,采用单端结构,由两级共发射极电路级联构成,带有基极镇流电阻,除两个谐振电感采用片外元件外,其他全部元件均片上集成,芯片面积为(1.004×0.736)mm2。测试结果表明,在3.3 V电源电压下,电路总消耗电流为109 mA,放大器的功率增益为16 dB,输出1 dB增益压缩点为15 dBm。该驱动放大器具有良好的输入匹配,工作稳定。     

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%.     

一种带功率检测的TD-SCDMA锗硅功率放大器

设计了一个用于TD-SCDMA的锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)功率放大器。该放大器使用3.3 V电源,内部实现了包括级间匹配网络等的全电路片上集成。对于码分多址环境,功率放大器提供28 dBm的功率输出,实现34.8%的功率附加效率(PAE),另外,在28 dBm的输出功率下,邻道功率泄漏比(ACPR)小于-35 dBc。该功率放大器同时包括动态控制偏置电路和完全集成的功率检测器。     

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.     

一款适用于WCDMA标准的大动态范围SiGe HBT可变增益放大器设计

第三代移动通信标准WCDMA要求放大器增益可调,并且增益动态范围较大.根据这一要求给出了一种基于SiGe HBT具有高动态范围的可变增益放大器(VGA)设计.放大器为三级级联结构,第一级为输入缓冲级,第二级为增益控制级,最后为放大级.VGA的增益控制通过调整第二级的偏置实现.VGA在1.95 GHz频率下,在0～2.7 V增益控制电压变化下,具有44 dB增益变化范围,最大增益49 dB.在最大增益处最小噪声系数为2.584 dB,输入输出电压驻波比低于2,性能良好.