近年來(lái),隨著4G無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)步入成熟期,移動(dòng)通信設(shè)備得到迅猛發(fā)展。面對(duì)即將到來(lái)的5G時(shí)代,無(wú)線(xiàn)通訊的數(shù)據(jù)傳輸速度將實(shí)現(xiàn)跨越式提升,然而由于常用的6GHz以下頻段已經(jīng)非常擁擠,因此在射頻段繼續(xù)提高頻譜利用率的同時(shí),為了獲取更多的頻譜資源,業(yè)界和學(xué)術(shù)界開(kāi)始將目光投向更高頻率的毫米波。在無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片的設(shè)計(jì)中,功率放大器是必不可少的功能模塊,其輸出功率、線(xiàn)性度、功率附加效率等指標(biāo)直接影響通信的距離和質(zhì)量。采用砷化鎵（GaAs）工藝的功率放大器芯片是目前4G市場(chǎng)上的主流,但與CMOS工藝相比,GaAs工藝具有成本較高、不便與數(shù)字部分集成的缺點(diǎn)。本課題旨在設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求的CMOS功率放大器芯片,嘗試為移動(dòng)終端的功率放大器芯片設(shè)計(jì)探索出一條低成本、高集成度的方案。本文首先介紹了有關(guān)CMOS功放設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ),包括功率放大器的非線(xiàn)性分析、性能參數(shù)、一般分類(lèi),論述了采用CMOS工藝進(jìn)行功率放大器設(shè)計(jì)的機(jī)遇和挑戰(zhàn),并介紹了設(shè)計(jì)過(guò)程中常用的設(shè)計(jì)方法。然后基于不同工藝廠(chǎng)商提供的180nm CMOS工藝展開(kāi)了針對(duì)4G移動(dòng)終端應(yīng)用的功率放大器芯片的研究。該功放工作頻率為1.75GHz,輸出端采用片外匹... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電感物理結(jié)構(gòu)與尺寸參數(shù)

第二章 硅基功率放大器基礎(chǔ)13圖2-11 寬帶高精度等效模型原理圖及元件參數(shù)L-EML-ModelQ-EMQ-Model6000400020000-2000-40000 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20freq,GHz10864200 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20freq,GHzL,pHQ圖 2-12 寬帶高精度等效模型仿真結(jié)果對(duì)比由于在高于自諧振頻率時(shí)，線(xiàn)圈失去了電感的阻抗特性，因而在射頻/毫米波集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于電感元件，通常關(guān)注其自諧振頻率點(diǎn)以下頻段的端口特性。圖 2-12 可以看出該等效模型從低頻到自諧振頻率點(diǎn)的整個(gè)頻率范圍內(nèi)都能以很高的精度擬合電感的端口特性，證明其在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中具有實(shí)用價(jià)值。2.2 功率放大器中的非線(xiàn)性失真非線(xiàn)性失真是功率放大器設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決的重要問(wèn)題，因?yàn)楣β史糯笃髦蟹蔷�(xiàn)性失真的產(chǎn)生往往意味著發(fā)射機(jī)中的有用信息還未傳播便已經(jīng)部分或嚴(yán)重丟失。本節(jié)主要介紹了有關(guān)功率放大器中的非線(xiàn)性分析理論。2.2.1 MOSFET 非線(xiàn)性模型晶體管是信號(hào)發(fā)生非線(xiàn)性失真的重要來(lái)源，按照信號(hào)的失真程度可以將晶體管的非線(xiàn)性分為弱非線(xiàn)性和強(qiáng)非線(xiàn)性?xún)煞N類(lèi)型[46]。對(duì)于 MOSFET 來(lái)說(shuō)，弱非線(xiàn)性一般是指其工作在線(xiàn)性區(qū)時(shí)的輸入/輸出特性，可用如式 2-6 所示的冪級(jí)數(shù)來(lái)近似

圖2-15雙音信號(hào)下非線(xiàn)性功放的輸出頻譜成分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Research on CMOS Mm-Wave Circuits and Systems for Wireless Communications[J]. JIA Haikun,CHI Baoyong,KUANG Lixue,YU Xiaobao,CHEN Lei,ZHU Wei,WEI Meng,SONG Zheng,WANG Zhihua.  中國(guó)通信. 2015(05)



本文編號(hào)：2964238