基于CMOS工艺的射频功率放大器的设计

psf135

这篇论文以射频发射机末端的功率放大器为研究对象，根据无线局域网的802．11a
标准，应用Agilent公司的ADS电路仿真软件，进行功率放大器的设计与模拟。
首先，在系统分析功率放大器的结构、设计原理、性能指标的基础上，根据功率放
大器的应用背景，选择A类放大器进行设计。设计时综合多种因素，合理选用共源共栅
结构和共源结构的三级差分放大电路，进行增益和输出功率分配，然后应用ADS软件
进行设计、优化和仿真。仿真结果为：在1．8V的电源电压条件下，输出功率Pout在PldB
点为21．7dBm，输出饱和功率大约为23．5dBm，在5．2GHz处，正向传输系数$21达到
25．4dB，输出三阶互调量为29．5dBm。功率增加效率PAE最大为29％，静态工作电流为
810mA。输出结果表明，设计的功率放大器在其工作频率范围绝对稳定，实现了很好的
输入输出匹配，具有较好的线性度和隔离度，最终的仿真结果满足802．1la标准。
其次，针对三级放大器级数多、效率较低、集成度不高的缺点，提出了一种改进的
二级功率放大器的设计，改进的措施主要包括设计无源螺旋形电感、合理运用Cascode
电感接入、改进偏置电路的设计。仿真结果为：PldB点的Pout为18dBm，输入输出匹
配的情况下，功率增益为30dB，ldB压缩点的PAE为16％，输出三阶交调点IP3是26．8
dBm，静态工作电流为252mA。结果表明，改进的功率放大器各项性能指标达到设计要
求。
最后进行功率放大器的版图设计。根据深亚微米CMOS工艺的特点，将已设计和
仿真好的功率放大器，采用TSMC0。18pmCMOS工艺元件库，应用Cadence软件画出
版图。上述工作对射频电路的设计有一定的参考价值。
【文件名】:12928@52RD_基于CMOS工艺的射频功率放大器的设计.pdf
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