在過去的30多年里,各種無線通信技術(shù)取得了突飛猛進的進步,逐漸影響著生活的各個方面。移動通信業(yè)務(wù)從上個世紀(jì)80年代發(fā)展到現(xiàn)在有了很大的發(fā)展,尤其是個人通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,手機用戶的增加,隨之而來的是移動互聯(lián)網(wǎng)需求的增大,這些會對無線通信技術(shù)發(fā)展有極大的推動作用。無線wifi作為其中的最典型的代表,將面臨著很大的挑戰(zhàn)。本文主要對應(yīng)用于無線wifi系統(tǒng)的滿足802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)的功率放大器進行設(shè)計。首先介紹了無線wifi系統(tǒng)的發(fā)展背景,然后對wifi系統(tǒng)中CMOS功率放大器的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)做了簡單的介紹和分析。接著又介紹了功率放大器的具體的設(shè)計原理和方法。在進行輸出匹配時,先理論分析了變壓器和LC匹配網(wǎng)絡(luò)的具體原理,基于TSMC40nm工藝,在HFSS中設(shè)計了匝數(shù)比為2:3的變壓器,并優(yōu)化其性能,使其的K值達到了0.874,提高了其的效率。最后是基于TSMC 40nm工藝下應(yīng)用于無線wifi系統(tǒng)中滿足802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)增益可控的驅(qū)動功率放大器和功率放大器的設(shè)計。他們都采用的是差分cascode結(jié)構(gòu),其中驅(qū)動功率放大器分成三路cascode結(jié)構(gòu),通過打開或者關(guān)斷來調(diào)節(jié)總電流的大小從而調(diào)節(jié)其電壓的變化。功率放大器中我們在輸入端加入了PMOS管用來抵消輸入管由于電壓引起的電容變化導(dǎo)致的非線性,另外在cascode上我們使用了自偏置結(jié)構(gòu),利用cascode管柵端和漏端串聯(lián)的RC電路,達到濾波和降低柵源電壓擺幅的作用,從而緩解熱載流子退化效應(yīng)和防止管子電壓擊穿。電路進行級聯(lián)后,我們通過cadence仿真得到了仿真結(jié)果,通過調(diào)節(jié)驅(qū)動功率放大器的不同增益,整體的增益可以分別調(diào)節(jié)為30.24dB,35.9dB,41.58dB,其中飽和輸出功率可以達到27.03dBm,1d B壓縮點的輸出功率可以達到25.02dBm。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN722.75;TN92
【部分圖文】：

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文者相輔相成，共同向前發(fā)展。多元化，一體化的網(wǎng)絡(luò)格局正在形成，相信在不的將來，無線寬帶技術(shù)將會更加迅猛的發(fā)展，因此研究無限寬帶技術(shù)具有很重的現(xiàn)實意義。圖 1-1 無線系統(tǒng)收發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖Figure 1-1 Wireless System Transmitter and Receiver Structure

圖 1-2 典型功率管和深亞微米Fig. 1-2 curves of typical power devices and deep submicron MOSFETs1-2 所示，實線為典型功率管和虛線為深亞微米功率管的 I-以從圖中看出，對于典型功率管，相比于能承受的最高電壓小的一個值，影響比較小。但對于深亞微米功率管，能承受寸的減小而減小，這種情況下膝點電壓相較于能承受的最高晶體管的工作區(qū)極大的減小[8]。，除了以上的主要問題，溝道夾斷電壓和穩(wěn)定性等方面也存述，設(shè)計一款實用的 CMOS 功率放大器具有很大的挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)研究主要圍繞對應(yīng)用于無線wifi系統(tǒng)滿足802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)的放大器進行展開，總共分為 6 個章節(jié)，具體內(nèi)容介紹如下：緒論。首先介紹了 WiFi 的研究背景，以及國內(nèi)外功率放

圖 2- 1 功率放大器單音輸入的失真Fig.2-1 Distortion of a PA with one-tone input圖 2- 2 1dB 壓縮點曲線Fig.2- 2 Compression point1dB 壓縮（1dB Compression, P1dB）點衡量了射頻功率放大器的輸出信號隨輸入信號功率壓縮的情況[11]。當(dāng)輸出功率偏離它的線性響應(yīng)輸出功率 1dB

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 陳卓偉;游彬;;基于Load-Pull系統(tǒng)的射頻功率放大器的設(shè)計[J];電子器件;2009年05期

2 龔敏強;劉光祜;;寬帶功率放大器的設(shè)計[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年11期

3 李亮;李文淵;王志功;;2.4 GHz CMOS功率放大器設(shè)計[J];電子器件;2006年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉輝;射頻功率放大器線性化技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

本文編號：2826445