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射频功率放大器设计

作　者: 李亮
导　师: 李文渊
学　校: 东南大学
专　业: 电路与系统
关键词: 射频集成电路功率放大器 BiCMOS工艺 CMOS工艺
分类号: TN722.75
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

采用通信技术来传输信息在现代社会是十分流行和重要的,它已经变成人们生活和工作的必需,社会发展的重要工具。特别是数字通信,使人们进入信息化社会成为现实。射频发射机的任务是完成基带信号对载波的调制,将其变为通带信号,搬移到所需的频段上,且有足够的功率发射出去。其中的射频功率放大器电路的主要功用是放大射频信号,并且以高效率输出大功率为目的。它主要应用于各种无线发射机中。射频信号的功率放大,其实质是在输入射频信号的控制下将电源直流功率转换成高频功率。本文在介绍射频功率放大器的设计方法的同时介绍了两个分别基于0.18um CMOS工艺和0.35um BiCMOS的功率放大器的设计,给出了仿真结果,版图和芯片键合测试方案。电路均采用两级单端放大结构,部分偏置电路集成在片内,电路仿真结果达到设计要求,它们分别被设计应用于蓝牙通信系统和专用集群通信系统中。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章概述  8-18
  1.1 无线通信系统介绍  8-12
    1.1.1 蓝牙技术介绍  8-10
    1.1.2 集群通信系统简介及主要技术  10-12
  1.2 无线信道特性  12-13
  1.3 射频发射机介绍  13
  1.4 工艺介绍  13-17
    1.4.1 CMOS工艺介绍  14
    1.4.2 SiGe BiCMOS工艺介绍  14-15
    1.4.3 MPW(多项目晶圆)集成电路设计环境  15-17
  1.5 集成电路的设计流程  17-18
第二章功率放大器的设计方法  18-34
  2.1 功率放大器概述  18-21
    2.1.1 功率放大器的分类  18-21
    2.1.2 功率放大器的技术特性指标  21
  2.2 功率放大器电路的一般问题  21-22
  2.3 Load-Pull的设计方法介绍  22
  2.4 放大器的匹配网络  22-26
    2.4.1 集总参数元件设计法  23-25
    2.4.2 分布参数元件设计法  25-26
  2.5 放大器的稳定性  26-30
  2.6 放大器的线性化  30-34
第三章 CMOS功率放大器的设计  34-49
  3.1 电路设计  34-46
    3.1.1 电路模块设计  34
    3.1.2 共源放大电路分析  34-37
    3.1.3 单级放大器的频域响应  37-41
    3.1.4 Cascode电路分析  41-44
    3.1.5 各级放大电路设计  44-45
    3.1.6 电路仿真  45-46
  3.2 版图设计及后仿真  46-49
    3.2.1 版图设计  46-47
    3.2.2 后仿真  47
    3.2.3 讨论  47-49
第四章 SiGe BiCMOS功率放大器的设计  49-60
  4.1 大信号BJT模型  49-53
    4.1.1 Ebers-Moll模型  49-51
    4.1.2 Gummel-Pool模型  51-53
  4.2 电路设计  53-55
    4.2.1 偏置电路设计  53
    4.2.2 大信号阻抗匹配  53
    4.2.3 各级电路设计  53-54
    4.2.4 电路仿真  54-55
  4.3 BJT管的散热问题  55
  4.4 版图设计及后仿真  55-56
    4.4.1 版图设计  55-56
    4.4.2 后仿真  56
  4.5 测试方案  56-58
    4.5.1 射频PCB的设计  56-57
    4.5.2 具体PCB 板的设计  57-58
    4.5.3 测试仪器  58
  4.6 总结  58-60
参考文献  60-62
致谢  62

射频功率放大器设计

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