随着我国工信部将5G通信频段开放,5G网络传输日渐渗透于人们生活的方方面面,5G通信频段的功率放大器（PA）引起了越多越多研究人员的研究兴趣。因国际局势变化和国内需求增长,应用于5G通信频段的功率放大器的设计、生产与制造显得尤为重要。5G网络传输时的信号频率比4G网络传输时的信号频率更高,信号波长更短,使得5G通信基站的信号覆盖半径更小,且高频信号在传输过程中损失会损失更多能量,即5G功率放大器必须有更大的输出功率。目前提升功率放大器输出功率与功率附加效率的技术有,包络跟踪、Doherty结构和变压器功率合成技术,由于系统设计较为复杂且传输线集成较难等原因,前两种方法在实际应用中都存在局限,而采用变压器功率合成技术具有明显优势。变压器功率合成技术将多路放大电路的输出功率通过主、次级变压器线圈耦合,功率叠加在变压器次级线圈上,以此获得高输出功率。本文基于台湾宏捷公司（AWSC）2μm的GaAs HBT工艺,设计了两款工作频率分别为3.3GHz～4.2GHz（N77）、4.4GHz～5GHz（N79）的高输出功率、高功率附加效率、高增益的射频功率放大器芯片,并测试和分析其性能。功率放大器均采用三级放大电路结构,使用有源偏置电路,有效提升了PA输出功率的线性度;在射频通路晶体管基极增加串联电阻,采用负反馈结构,使得整体和各级电路均处于绝对稳定状态;通过变压器耦合技术,优化了PA级间匹配与整体PA的回波损耗S11;通过变压器功率合成技术,有效提高了PA的增益、输出功率和功率附加效率,并降低了PA整体版图面积;整体PA版图的长、宽分别小于980μm、970μm,总面积小于1000x1000μm2。仿真结果得出:N77频率的PA因频带相对较宽,对S11进行优化更难;N79频率的PA工作频率较高,因此提高电路的增益、输出功率和功率附加效率更难。基于AWSC的GaAs HBT工艺,根据飞骧科技有限公司制定的指标,对N77频率和N79频率的PA芯片进行设计并流片。N77频率的PA的仿真和测试结果基本一致,达到公司量产标准,并投入生产和使用;该功率放大器的增益为36～38d B,输出功率1d B压缩点为37d Bm,输出功率1d B压缩点处的功率附加效率为54.3%,输出功率回退至28.5d Bm处的功率附加效率和相邻信道功率泄漏比分别为16%和-38d Bc,EVM在工作全频段内小于1%。除功率附加效率略低,N79频段PA的仿真结果与N77频段PA仿真结果基本一致,已流片但无测试结果。