介紹了一款基于55 nm CMOS工藝,帶溫度補償電路的Ka波段堆疊高效功率放大器（power amplifier, PA）.采用了一種新型的針對晶體管堆疊結(jié)構(gòu)的溫度補償電路,該補償電路由兩個二極管和四個電阻組成,結(jié)構(gòu)簡單,易于實現(xiàn).通過調(diào)整堆疊放大器各個柵極偏置電路中的電壓,使得PA隨溫度變化的增益和輸出功率得到有效補償,增強了電路的可靠性和熱穩(wěn)定性.基于Agilent ADS軟件的版圖仿真結(jié)果顯示:電路的最大輸出功率為20.1 dBm,頻帶內(nèi)功率附加效率（power additional efficiency, PAE）為20%～30%,大信號功率-1 dB帶寬為15 GHz（46%）.在-40℃到125℃的溫度范圍內(nèi),采用新型溫補偏置電路與傳統(tǒng)偏置電路相比,小信號增益的溫度波動從2.2 dB改善到0.1 dB,顯著提高了功放的熱穩(wěn)定性,證明了所提出的溫度補償電路對于在寬溫度范圍內(nèi)校正功率放大器增益變化的有效性. 

【文章來源】：電波科學(xué)學(xué)報. 2020,35(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

單級放大器不同溫度下的仿真增益曲線

堆疊結(jié)構(gòu)溫度補償電路原理圖

Vg1、Vg2均與Vg3成正比,且隨著溫度升高而變大. 它們隨溫度變化的趨勢如圖3所示,由下至上,柵極供電電壓Vg隨溫度變化的斜率越來越大,剛好補償各層晶體管受溫度變化導(dǎo)致的性能變化.理論上,晶體管的柵極偏置電壓需使各層晶體管的漏源極之間的偏壓均相同,因此補償時需要各層?xùn)艠O電壓同時變化. 本節(jié)中提出的適用于堆疊結(jié)構(gòu)的溫度補償電路,在PA整體的溫度特性得到補償?shù)耐瑫r,避免了其中某層晶體管的VDS過高從而導(dǎo)致?lián)舸┑那闆r.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]射頻功率放大器在5G中的研究進展[J]. 劉潔儀,魏啟迪,章國豪.  微型機與應(yīng)用. 2017(23)
[2]CMOS器件參數(shù)的溫度特性研究[J]. 喻德順,王宏,崔艷玲.  微處理機. 1988(03)



本文編號：3514557