基于鍺硅工藝的Ku波段功率放大器.pdf

1、近幾年來，隨著無線通信技術飛速發(fā)展，對于無線收發(fā)機的要求越來越高。功率放大器作為無線收發(fā)機重要的射頻前端電路，是消耗能量最大的模塊電路。射頻功率放大器作為無線通信系統不可缺少的功能部分，其性能好壞影響到整個發(fā)射機的性能。在早期射頻功率放大器設計中，以砷化鎵、磷化銦為代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體集成電路工藝處于主流統治地位，但采用這種工藝設計的射頻電路難以與基帶等其它電路模塊集成在一起。近年來，隨著SiGe BiCMOS工藝的不斷優(yōu)化改進，

2、該工藝的截止頻率和功率密度等性能指標均得到了顯著改善，因此基于SiGe BiCMOS工藝設計的功放成為研究熱點且得到業(yè)界的廣泛關注。
　　鑒于上述前提，本文采用IBM0.13μm SiGe BiCMOS工藝，對應用在相控陣雷達中的Ku波段線性功率放大器進行了調研和設計。該功率放大器采用單端結構，工作在AB類，由兩級Cascode結構級聯構成。采用基極串聯電阻來提高穩(wěn)定性;共基放大結構采用電阻分壓偏置電路，共射放大結構采用線性化偏置

3、網絡來提高功放的線性度。輸入匹配和級間匹配采用共軛匹配，由無源T型網絡構成。輸出匹配采用負載牽引匹配，由無源L型網絡構成。此外，采用溫度補償電路提高功放的熱穩(wěn)定性。
　　本文給出了工作頻帶為15～17GHz功率放大器的電路設計、版圖設計、鍵合PCB設計以及聯合仿真結果。在3.3V電源電壓下，功率放大器的聯合仿真1dB壓縮點輸出功率為22.45dBm，最大的功率附加效率(PAE)為24％，15～17GHz帶寬內的增益平坦度小于±0.