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随着无线通信技术的迅猛发展,以无线局域网和手机为代表的无线数据通信在生活中得到了越来越广泛的应用。同时由于CMOS工艺以其成熟的工艺,低廉的价格,高集成度以及低功耗等特点,正广泛的应用于射频集成电路设计领域。
功率放大器是射频发射机中的重要模块,用来放大射频信号,提高载波信号的功率,提高其抗干扰的能力。不同的系统要求对功率放大器提出了诸如高线性度或者高效率等的不同的要求。对于采用非恒包络幅度调制的系统,通常需要功率放大器具有高线性度;而在一些手持式终端中,为了延长电池的工作时间,则需要功率放大器具有高效率。
在设计功率放大器时,为了得到最大输出功率,可以采用负载牵引的方法来获得最佳负载阻抗,然后通过输出匹配网络将负载阻抗变换成这个最佳阻抗。在射频电路设计中,一个重要内容就是匹配网络的设计,常见的匹配网络结构有L型,T型和π型。另一个需要考虑的就是放大器的稳定性,为了保证放大器能够稳定工作,可以采用负反馈或者串并联电阻的方式。
本文介绍了一个基于TSMC 0.18pm CMOS工艺,可应用于802.11a无线局域网标准的功率放大器设计。该电路采用三级全差分结构,功率输出级采用栅极串联电阻,驱动级采用电阻并联负反馈的方式来保证稳定性。在3.3V电源电压下,增益为15.4dB,输出1dB压缩点为17dBm,电路功耗为0.8w,效率为18.1%。芯片面积为1.2×1.1 mm<2>。