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1、射频功率放大器的研究设计报告人：孙振源清华大学微电子研究所2012年3月23日目录•射频功率放大器概述•射频工艺对比•射频功率放大器的结构•参考设计分析•初定方案•参考文献射频收发系统结构[12]射频功率放大器的作用射频功率放大器的应用领域比较广泛，比如在雷达、通信、导航、卫星地面站、电子对抗设备中都需要它。例如•在有源相控阵雷达中，射频功率放大器就扮演着重要的角色。射频功率放大器作为T/R组件的重要组成部分，直接决定着T/R组件要求高功率，体积小、重量轻，可靠性高、成本低等技术参数；•射频功率放大器还能制成固态发射机；•在电子战中，射频功放可制成有源诱饵，避免飞机被导弹攻击；•
2、在通信中，射频功率放大器广泛用于小功率或低数据率终端，如射频功率放大器的效率就很大程度上决定着个人移动电话的通话和待机时间。总之，在需要对射频信号进行功率放大的设备中都离不开射频功率放大器。主要性能指标1.输出功率2.效率a)漏极效率Poutb)功率附加效率PAE3.功率增益4.线性度a)1dB压缩点和三阶交调点IP3b)相邻信道功率比ACPR提高功率放大器的线性度以及功率附加效率成为功率放大器的关键技术，也是功率放大器研究的重点和热点[11]。国内外PA的发展状况举例单位名称性能备注中电13所1.5-4GHz超宽带频率1.5-4GHz，输出功率38.05-连智富等，2011；微
3、波功率放大器39.1dBm，增益36.5-39dB，功率平采用自匹配的场效应管，用的设计坦度1.05dB，耗散功率30W集总元件、微带混合带宽匹配电路来实现。AWideband1.5-17GHz的单片微波功率放大器，CharlesCampbell,CathyPowerAmplifier在30V的偏压下，小信号输出功率Lee,VictoriaWilliams,etc.MMICUtilizing为10dB，同时饱和输出功率达到9WIEEEJournalofsolid-stateGaNonSiCcircuits,Vol.44,No.10,HEMTOct.2009.TechnologyT
4、riQuint公WidebandPower带宽为2-18G，同时饱和输出功率达EliReese,DonaldAllen,Cathy司AmplifierMMICs到11W的宽带单片微波功率放大器Lee,andTuongNguyen.,UtilizingGaNonIEEE/MTT-sMicrowaveSiCSymposiumDigest,Sep,2010.A38-46GHz38-46GHz,小信号增益为7dB,功放TSAI,J-H,HUANG,T-W.,MMICDoherty的饱和输出功率达21.8dBm,芯片面[J].IEEEMicrowaveWirelesspoweramplif
5、ier积2mm2。在使用栅偏置电压优化后,CompLett,2007,17(5):388-usingpost-可进一步提高效率6%,三阶互调失390.Doherty,采用AB类放大distortion真也可提高18dB器作为主放大器,用C类放大linearization器进行峰值放大。国内外PA的发展状况举例（续）单位名称性能备注Avago公司AMMC-504020-45GHz,增益25dB，增益平坦度产品，芯片尺寸20-45GHzGaAs±1.5dB，回波损耗17dB（输入）、1720×760μm2Amplifier11dB（输出），输出功率（38GHz时）P-1dB=21dB
6、m，P-3dB=21dBmMimix公司2.0-18.0GHzGaAs2.0-18.0GHz，小信号增益18.0dB，产品，自偏置结构，输入功MMICLowNoise增益平坦度±1.0dB，噪声系数率10dBmAmplifier3.5dB，P-1dB=16.0dBm，回波损耗10dB（输入）、15dB（输出）HittiteHMC774DC-10GHz,不需要DC偏置，输入功GaAsMMICFundamental公司率22dBm,LO/RF隔离度35dB,在7-Mixer，芯片尺寸43GHz之间上下变频1.36×0.96×0.1mmRFMD公司SBB-50000.05-6GHz，内
7、部匹配50Ω，CASCADABLEACTIVEOIP3=35dBm@2000MHz，P-BIASInGaPHBTMMIC1dB=20.5dBm@2000MHz，AMPLIFIERSingleFixed5VSupply,尺寸0.59mm×0.70mm小信号增益20.5dB，噪声系数3.9dB目录•射频功率放大器概述•射频工艺对比•射频功率放大器的结构•参考设计分析•初定方案•参考文献不同材料工艺对比半导体材料的变迁：Ge、Si→GaAs、InP→SiC、GaN、SiGe、SOI→碳
