应用于td-lte的sige bicmos功率放大器研究

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1、分类号TN722密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-30852-(2016)-04001重庆邮电大学硕士学位论文中文题目应用于TD-LTE的SiGeBiCMOS功率放大器研究英文题目ResearchofSiGeBiCMOSPowerAmplifierforTD-LTEApplication学号S130431001姓名蔡文琪学位类别工程硕士学科专业集成电路工程指导教师王巍教授完成日期2016年4月10日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要近年来，第四代移动通信系统（4G)作为最新一代的无线通信系统得到迅速发展。其中，作为准4G的LTE，分为TDD-LTE

2、和FDD-LTE两种制式，目前国内三家运营商都已经拿到了TD-LTE制式的4G牌照。为了提高频谱利用率，增大使用容量，在TD-LTE系统中采用了正交频分复用等先进技术。然而这些先进技术的使用在提高利用率的同时，也带来了十分严重的非线性失真。在射频收发系统中，功率放大器位于发射机的末级，它的性能对整个射频收发系统的性能指标影响很大。因此，TD-LTE系统对功率放大器的性能指标提出了相较于前几代通信系统更严格的要求，据此本文提出了一种适用于TD-LTE的功率放大器电路设计。本文设计了一款适用于TD-LTE的两级差分功率放大器，主要针对其中的38频段，即2.57-2.6

3、2GHZ频率范围进行设计。整体功率放大器包括驱动级，功率级和匹配电路。驱动级电路采用基于两层堆叠结构的差分电路，此结构的使用可以增加输出功率范围，提高功率放大器的线性度。不足之处就是增益和差分Cascode结构相比有所下降。所以在设计承担主要功率放大任务的功率级电路时，使用双极型晶体管作为主放大管，形成BiFET结构，弥补驱动级电路结构在增益上的不足。通过软件仿真以及与类似设计的文献结果进行对比，该设计性能良好，可以满足所提出的设计指标要求。本文采用0.18μmSiGeBiCMOS工艺来进行电路设计。主要完成了一个两级功率放大器电路的原理及版图的设计，并且使用Ca

4、denceSpectreRF工具进行原理仿真与后仿真验证。在3.3V的工作电压下，前仿真结果如下：在工作频率2.5GHZ~2.7GHZ内，S11为：-28~-12dB；S22为-14~-11dB，输入输出匹配良好；具有较高的增益，Gain达到32dB；良好的线性度，1dB压缩点为29.54dBm；峰值PAE达到23%。后仿真结果如下：S11<-10dB，S22<-10dB，Gain达到31dB,P21dB=26dBm，峰值PAE约为22%，版图面积约为1.61851mm。且前后稳定性仿真中，K>1，电路稳定。关键词：TD-LTE，SiGeBiCMOS，堆叠式，双极

5、场效应晶体管I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractInrecentyears,thefourthgenerationmobilecommunicationsystem(4G),thelastestwirelesscommunicationsystem,hasdevelopedrapidly.LTEtechnologyisthelongtermevolutionfrom3Gto4G,includingtowstandards,TDD-LTEandFDD-LTE.Inordertoimprovespectrumutilizationandsyste

6、mcapacity,theorthogonalfrequency-divisionmultiplexingmulti-carriermodulationtechniqueisadoptedinTD-LTE.However,thenonlineardistortionbecomesmoreserious.Inradiofrequencytransceiversystem,thepoweramplifieristhefinalstageofthetransmitters.Soitsperformanceiscloselyrelatedtotheperformanceo

7、fthewholesystem.TD-LTEsystemhasstricterrequirementwithpoweramplifiercomparedtopreviouscommunicationsystems.Accordingtothat,thispaperdesignedapoweramplifierforTD-LTE.Thispaperdesignedatwo-stagedifferentialamplifierforTD-LTE,whichworkedonthe38bandat2.57-2.62GHZ.Thispoweramplifierinclude

8、sadri