基于0.18μmcmos工藝的2.4ghz全集成線性功率放大器研究與設(shè)計(jì)

1、分類號(hào) 密 級(jí) U D C 學(xué) 號(hào) 桂林電子科技大學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 題目 題目 基于 0.18- 基于 0.18-μm CMOS 工藝的 2.4GHz 全集成線性 m CMOS 工藝的 2

2、.4GHz 全集成線性 功率放大器研究與設(shè)計(jì) 功率放大器研究與設(shè)計(jì) （英文） （英文） Research of a 2.4GHz Fully integrated Linear Power Amplifier in 0.18-μm CMOS Technology 研 究 生 姓 名: 張吉左 指導(dǎo)教師姓名、職務(wù) 指導(dǎo)教師姓名、職務(wù): 段吉海（教授）

3、 申 請(qǐng) 學(xué) 科 門 類: 工學(xué)碩士 學(xué) 科、專 科、專 業(yè): 微電子學(xué)與固體電子學(xué) 提 交 論 文 日 期: 2011 年 4 月 論 文 答 辯 日 期: 2011 年 6 月 2011 年 6 月 16 日 摘要 I 摘 要 近年來， 無(wú)線

4、通信市場(chǎng)的高速發(fā)展促使高性能無(wú)線收發(fā)設(shè)備向高集成度、 低成本、小體積和多元化方向發(fā)展。隨著 CMOS 工藝的發(fā)展，功率放大器已經(jīng)被成功的實(shí)現(xiàn)了全集成。在射頻發(fā)信系統(tǒng)中，功率放大器通常是最后一級(jí)功能模塊。在信號(hào)發(fā)射到空中之前，功率放大器進(jìn)行信號(hào)放大，使信號(hào)功率達(dá)到要求的水平，然后發(fā)射出去。功率放大器是無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)關(guān)鍵模塊，利用標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)全集成功率放大器面臨諸多挑戰(zhàn)， 包括低的本征增益、 大的晶體管寄生電容和電阻以及缺乏

5、高品質(zhì)的集成無(wú)源器件。 一個(gè)主要制約高性能功率放大器的因素是低的擊穿電壓， 它使功率放大器工作在大電流、 低阻抗的狀態(tài)下， 而這種狀態(tài)下的功率放大器對(duì)寄生損耗很敏感。在射頻功率放大器應(yīng)用中，一般采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)的功率放大器，第一級(jí)采用共源共柵結(jié)構(gòu)以提高增益， 第二級(jí)采用共源級(jí)結(jié)構(gòu)以增加輸出電壓擺幅。 功率放大器的偏置電壓由帶隙基準(zhǔn)提供。 本論文采用 SMIC 0.18-μm RF CMOS 工藝， 設(shè)計(jì)了一個(gè)適用于 IEEE802.11b

6、標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)射頻前端的全集成線性功率放大器。 該設(shè)計(jì)采用了負(fù)載線匹配和穩(wěn)定性技術(shù)。Cadence Spectre-RF 仿真結(jié)果表明，輸入功率為 0dBm 時(shí)，功率增益為 20dB；輸入輸出匹配良好，S11 為-20dB，S22 為-27dB，輸出 1dB 壓縮點(diǎn)為 25.0911dBm，輸出 OIP3 三階截點(diǎn) 31dBm。該功率放大器的偏置電壓由帶隙基準(zhǔn)源提供，帶隙基準(zhǔn)輸出電壓 2V 和 1.5V。帶隙基準(zhǔn)源中的運(yùn)算放大器的增益