C波段GaAs HBT-MMIC功率放大器的研制

摘要

功率放大器是无线收发系统中的关键部件。本文基于GaAs HBT技术，开展了功率放大器芯片的设计工作，主要进行了以下方面的工作：
　　（1）研究了GaAs HBT自热效应及电流增益坍塌现象及产生机理，并从电路角度分析了镇流电阻对自热效应的改善。
　　（2）通过在片RC并联稳定网络，有效的提升了晶体管的稳定性K因子，消除了低频处的潜在不稳定。
　　（3）研究了功率放大器自适应线性化偏置电路，有效的补偿了大功率状态下功率放大器基射结电压的降低，且对自热效应进行了补偿，抑制了集电极电流随温度的变化。
　　本文成功实现了一款5.8GHz的GaAs HBT三级功率放大器芯片，在PCB测试板上进行调试，最终放大器增益S21大于27dB，增益平坦度在2dB范围内，反向隔离度S12小于-50dB，输入输出反射系数S11, S22均小于-10dB，1dB压缩点输出功率为26.9dBm，在1dB压缩点处，效率为29％，二次谐波系数为-36.2dBc，三阶交调系数为-26.6dBc，ACPR为-31.5dBc，芯片面积为3.2*1.4mm2。

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 功率放大器器件形式和衬底材料的选择

1.3 GaAs HBT功率放大器研究现状

1.4 论文主要内容

第二章 GaAs HBT功率放大器设计原理

2.1 GaAs HBT的器件特性

2.2 自热效应及电流增益坍塌

2.3 功率放大器的电学稳定性

2.4 自适应线性偏置电路

第三章 GaAs HBT功率放大器设计过程

3.1 芯片设计流程介绍

3.2 论文依托及设计指标

3.3 原理图仿真过程

3.4 版图仿真过程

第四章 GaAs HBT功率放大器的测试及结果分析

4.1 直流工作点的测试

4.2 小信号S参数的测试

4.3 线性输出功率与效率

4.4 功率放大器线性度的测试

4.5 噪声系数

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的成果