高性能無(wú)線通信CMOS功率放大器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近幾年來(lái)，移動(dòng)通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、射頻識(shí)別等無(wú)線通信技術(shù)得到了迅速發(fā)展，這些應(yīng)用在人們?nèi)粘Ｉ钪幸呀?jīng)變得不可或缺。無(wú)線通訊應(yīng)用領(lǐng)域的收發(fā)機(jī)架構(gòu)和系統(tǒng)正逐漸向高集成度、低功耗、低成本的方向發(fā)展。射頻功率放大器是無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)中的重要模塊之一，其性能好壞直接影響整個(gè)通信系統(tǒng)能否正常工作并提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。CMOS功率放大器能夠有效提高系統(tǒng)集成度、減小功耗、降低成本，無(wú)論在學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界，如何用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)功率放大器模塊都已經(jīng)成為了研究的

2、熱點(diǎn)。
　　本文首先詳細(xì)分析了各種功率放大器的電路結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上決定采用適用于恒包絡(luò)調(diào)制的開(kāi)關(guān)類(lèi)功率放大器實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)的功率放大，此類(lèi)功放相對(duì)于傳統(tǒng)的線性功率放大器有更高的效率，其中E類(lèi)開(kāi)關(guān)功率放大器由于其高效、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用，但在低頻率時(shí)E類(lèi)功率放大器難以達(dá)到足夠的輸出功率和效率。本文實(shí)現(xiàn)的多頻段開(kāi)關(guān)功率放大器在高頻段(433MHz)采用E類(lèi)匹配方式，在較低的頻段(315MHz、230MHz)采用新穎的方波

3、匹配。為了保證電路穩(wěn)定工作，輸出開(kāi)關(guān)晶體管采用Cascode結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)電路分析，共源級(jí)設(shè)計(jì)為薄柵氧晶體管，共柵級(jí)為厚柵氧晶體管。采用改變輸出晶體管尺寸的方法實(shí)現(xiàn)輸出功率的數(shù)字控制，此方法具有39dB的大輸出功率控制范圍，同時(shí)在功率回退情況下也有相對(duì)較高的漏極效率。
　　本文采用0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，使用Cadence Spectre工具進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真，Virtuoso工具進(jìn)行版圖繪制。版圖后仿中，在230MHz、315MH