功率晶體管建模及射頻與微波功率放大器設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線頻譜資源日益匱乏，普及綠色通信勢(shì)在必行，這導(dǎo)致無(wú)線通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)變得尤為重要。射頻與微波功率放大器是決定無(wú)線通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的線性度、效率和帶寬等指標(biāo)的重要模塊，該模塊卓越的性能主要依賴于精確的功率晶體管模型、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。然而，目前在功率晶體管建模及射頻與微波功率放大器設(shè)計(jì)中有很多實(shí)際問(wèn)題需要研究解決。論文圍繞其中的一些亟待解決的熱點(diǎn)問(wèn)題，研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射技術(shù)用于異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管建模的方法，同時(shí)研

2、究了針對(duì)某些無(wú)線通信系統(tǒng)中射頻與微波功率放大器的若干關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)。
　　論文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下:
　　1.針對(duì)現(xiàn)有異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管模型在大尺寸分布特性的影響下存在深飽和區(qū)精度亟待提高的問(wèn)題，提出了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管模型。在是德公司的Advanced Design System軟件中，利用符號(hào)定義器件實(shí)現(xiàn)了該模型，并驗(yàn)證了準(zhǔn)確性。仿真結(jié)果顯示，該模型同現(xiàn)有Agilent HBT模型相比，在非飽和區(qū)精度

3、提升1.26倍，在深飽和區(qū)精度提升3.15倍，為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射法改進(jìn)異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管模型的工作提供了經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)。
　　2.針對(duì)現(xiàn)有方法在設(shè)計(jì)VHF/UHF頻段超寬帶CMOS功放時(shí)存在面積大的難題，提出了一種三級(jí)超寬帶CMOS功放結(jié)構(gòu)，并在0.41mm2芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了0.1～1.2GHz內(nèi)良好的功率增益、效率、回波損耗等指標(biāo)，這在現(xiàn)有CMOS功放研究文獻(xiàn)中具有最高的FoM1值（功率×增益×回波損耗×相對(duì)帶寬/面積）。實(shí)測(cè)結(jié)果表明該功放

4、完全滿足面向行業(yè)專網(wǎng)應(yīng)用的寬帶射頻收發(fā)芯片的研發(fā)需求。
　　3.針對(duì)軟件無(wú)線電系統(tǒng)中超寬帶CMOS功放的設(shè)計(jì)瓶頸，成功將堆疊技術(shù)首次應(yīng)用到VHF～C波段超寬帶CMOS功放設(shè)計(jì)中，完善了現(xiàn)有堆疊CMOS功放設(shè)計(jì)原理中源極輸入阻抗分析方法，并在0.64mm2芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了輸出功率大于0.2W、上下限頻率比為60倍的1dB帶寬，這在現(xiàn)有CMOS功放的研究文獻(xiàn)中具有最高的FoM2值（功率×上限頻率/（面積×下限頻率））。實(shí)測(cè)結(jié)果表明該集成功