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。     

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...     

一款用于5G功率放大器的分段线性温度补偿偏置电路

实现了一款用于功率放大器的具有温度补偿特性的偏置电路,首先通过正温度系数(PTAT)电流与负温度系数(NTAT)电流对功率放大器所需的偏置电流进行线性温度补偿,然后在线性补偿的基础上引入分段设计,实现分段线性温度补偿,保证全温范围内功率放大器增益线性化。同时通过分段电流舵型DAC灵活调整偏置电流的大小,将功率放大器偏置在合适工作点的同时降低开关噪声。该偏置电路采用Jazz 0.18μm SOI工艺实现。测试结果表明:在-30～30℃温度区间内,电流补偿斜率为14.9%;在30～90℃温度区间内,电流补偿斜率为29.6%,电流斜率的精度均在1.5%以内;室温下偏置电流的线性调整率为1.4%,输出偏置电流在20.2～1 022.0μA范围内可调。采用该偏置电路的一款功率放大器输出功率典型值为28 dBm,误差矢量幅度(EVM)在-30～90℃温度区间内小于3%。     

温度补偿高谐波抑制功率放大器的设计

针对无线通信应用系统,采用了一种具有温度补偿特性的偏置电路和一种带有谐波抑制功能的输出匹配网络,设计了一款高线性高谐波抑制的功率放大器。该功率放大器采用InGaP/GaAs HBT工艺,工作频率为1.84 GHz,供电电压为4.5 V,偏置电压为2.85 V。测试结果表明,常温下,功率放大器的增益为32 dB,饱和输出功率可达33 dBm,二次、三次谐波分量都小于-55 dBc,在输出功率为24.5 dBm时,邻道抑制比为-47 dBc,在-40～85℃温度变化范围内,功率放大器增益与邻道抑制比基本不变。     

一种高线性宽带功率合成的射频功率放大器

针对5G通信微基站,提出一种基于GaAs异质结双极晶体管（HBT）工艺,芯片面积为1.3 mm×1.4 mm的高线性宽带宽的射频功率放大器。该放大器采用了异相功率合成方式和J类输出匹配的方法,在两路功率放大器的输入输出端引入了90°相移以及J类模式确定最佳负载阻抗,以此实现高线性宽带宽的特性。在5 V电源和2.85 V偏置电压下,室温条件下测试结果表明,该功率放大器在2～3 GHz频带内,小信号增益为36±0.5 dB。然而在2.4～2.8 GHz频带内,该功率合成结构的功率放大器拥有饱和输出功率大于36 dBm,功率附加效率大于38%。在5G-NR,带宽100 MHz和4G-LTE、带宽20 MHz的调制信号下,在2.4～2.8 GHz工作频带测试,放大器的输出功率为22 dBm,邻近信道功率比（ACPR）约为-43 dBc。     

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。     

基于GaN-HEMT L波段高线性度功率放大器

介绍了一种基于GaN-HEMT的L波段线性功率放大器,GaN功率HEMT具备高电压、高功率密度和高温工作等特点,对提升功率放大器线性输出功率、工作效率和增益等性能起到重要作用。在GaN功率HEMT基础上,通过对功率放大器的线性化技术研究,使用ADS2009仿真软件建立电路模型,采用了预失真技术来改善功率放大器的线性度和工作效率,并且优化50Ω匹配电路来改善输入输出端驻波比和降低功率损耗。最终研制出在+28 V供电电压情况下,增益为16 dB、1 dB压缩点处输出功率为45 dBm和工作效率为35%的线性功率放大器。     

一种应用于WLAN的高线性度CMOS功率放大器

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于WLAN的高线性度CMOS AB类功率放大器。电路采用两级结构和片外匹配网络。为了实现高线性度,采用电容补偿技术,并选择合适的偏置点以减小gm的3次非线性,在绑线和PCB走线时,利用HFSS进行了精确的建模。该功率放大器供电电压为1.8 V和3.3 V,后仿结果显示,在2.45 GHz处的输出1 dB压缩点P1dB为25.3 dBm,功率附加效率PAE为33%;在WLAN802.11g测试环境下,输入64QAM信号进行仿真,输出误差向量幅度EVM和频谱掩膜均满足指标要求,最大线性输出功率为15 dBm。     

基于线性电源的高压放大器

介绍基于线性电源的高压放大器的实现，他具有宽范围的电压输出、波形质量好的特点，降低了对器件耐压的要求，可用于实现压电陶瓷驱动器、高电压扫描电源以及高压功率源等应用。     

线性化Doherty功率放大器的研究

阐述了线性化功率放大器的发展过程。利用ADS进行Doherty功放的仿真分析,设计了一种多个放大器并联的Doherty功放电路,并与经典的Doherty功放比较效率的高低。研究结果表明,此多级并联Doherty功放电路比传统功率放大器效率要高,并且有电路简单、成本低、工作稳定等优点。     

A Linear Power Amplifier Design Using an Analog Feedforward Method

We propose and describe the fabrication of a linear power amplifier (LPA) using a new analog feedforward method for the IMT‐2000 frequency band (2,110–2,170 MHz). The proposed analog feedforward circuit, which operates without a pilot tone or a microprocessor, is a small and simple structure. When the output power of the fabricated LPA is about 44 dBm for a two‐tone input signal in the IMT‐2000 frequency band, the magnitude of the intermodulation signals is below ?60 dBc and the power efficiency is about 7%. In comparison to the fabricated main amplifier, the magnitude of the third intermodulation signal decreases over 24 dB in the IMT‐2000 frequency band.     

基于功率MOS线性高压放大器设计

为了实现时输出高压的线性控制,基于功率MOSFET的电学特性,运用NMOS功率管设计一种新结构的高压运算放大器,通过模拟仿真和实验测量结果表明,当输入电压为0～5V时,电路可实现0～50V的线性输出,并且通过加入PMOS功率管进一步改进电路,可得到正负高压的输出,模拟仿真为-140～＋140V,这表明所设计的电路线性度高,可以满足高压运放的要求,且制作成本低,对现代通信中的大功率驱动具有重要意义。     

802.11n高线性功率放大器的设计与实现

为了扩大802.11n无线产品的覆盖范围,设计了一款符合802.11n标准的2.4 GHz高线性 功率放大器。在该功率放大器的设计中采用了双路均衡功率合成技术和差异化加速开关技术 ,在提供高功率输出的同时满足了802.11n的误差向量幅度（EVM）的要求,尤其是实际应用 中的动态EVM。测试结果表明,该功率放大器回退7 dB后的线性输出功率为27 dBm,此 时的EVM为-30 dB,合成功率输出为29.5 dBm。该功率放大器可广泛用于无线局域 网中,与各种类型的无线AP直接匹配使用,提高其覆盖范围。     

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 ．     

应用于移动终端的线性功率放大器设计

设计了一种应用于移动终端的InGaP/GaAs HBT功率放大器。该放大器采用了一种新颖的在片偏置电路技术,不仅避免了由于电源和温度变化导致的直流偏置点的不稳定,而且补偿了由于输入信号增大所引起的动态偏置点的偏离。电流镜结构的偏置电路与反馈电路使偏置电压维持在一个稳定的状态,在反馈电路中引入一个非反相电路加强了电路增益。通过在偏置管的基极并联一个反偏二极管改善了功率放大器的线性。芯片采用基板的封装形式进行测试,改善了功率放大器的散热条件。测试结果表明该放大器具有27.6 dBm的输出压缩点,对于W-CDMA应用,放大器的效率为34.1%,ACPR为-40.3 dBc。     

1.8 GHz CMOS高效率E类功率放大器

电子产品的低功耗设计已成为研究的热点,低功耗、高效率功率放大器已成为降低系统功耗的关键所在.E类功率放大器是一种开关模式的功率放大器,理论上可以达到100%的漏极效率,具有广泛的应用前景.论述了用标准CMOS工艺实现高效率E类功率放大器所面临的诸多挑战以及一些相应的解决措施,并以0.18μm CMOS工艺设计了包含驱动级的两级结构的E类功率放大器.Spectre仿真结果表明,所设计的功率放大器在 25.5 dBm的输出功率时,具有52.8%的功率附加效率.     

前馈线性化功率放大器设计

采用自适应结合查表控制的前馈技术,设计了用于CDMA2000的超线性功率放大器.在连续波输出功率达到45dBm时,双音IMD3低于-62dBc,用CDMA2000信号测试,其ACPR分别低于-54dB@750kHz和-71dB@1.98MHz.