功率放大器外文翻譯---應(yīng)用于功率放大器的過壓保護(hù)電路

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）外文翻譯0外文翻譯：應(yīng)用于功率放大器的過壓保護(hù)電路原文來源：Electronics, Circuits and Systems．15th IEEE International Conference ,2008． ICECS 2008:161-164譯文正文：摘要隨著移動(dòng)通信設(shè)備對更高集成度和更低成本的需求的增加，使用 CMOS 功率放大器來代替 GaAs 或者 SiGe 功率放大器的趨勢越來越大。雖然目前 CMOS

2、價(jià)格相對比較低廉，但是其射頻性能存在劣勢，而且還有低的擊穿電壓。這個(gè)問題特別體現(xiàn)在 PA 的輸出級，當(dāng)負(fù)載不匹配是，導(dǎo)致高電壓駐波比（VSWR）并在 PA 輸出高峰峰值電壓。本文在 0.13mm CMOS 工藝下設(shè)計(jì)了一個(gè) 27dBm PA，包括VSWR 保護(hù)電路。一個(gè)控制回路檢測在 PA 輸出端的高電壓振幅尖峰以降低 PA 的增益，從而降低輸出電壓擺幅達(dá)到理想值。1、引言 、引言功率放大器是每個(gè)射頻發(fā)射機(jī)的最重要部分之一。大多數(shù)功率放

3、大器是基于 SiGe 或 GaAs 工藝技術(shù)，而收發(fā)器和基帶電路更加傾向于使用低成本的標(biāo)準(zhǔn) CMOS 技術(shù)。CMOS PA 可以使得整個(gè)完整的無線電系統(tǒng)集成在單個(gè)芯片中，這對于成本和面積的減少是相當(dāng)可觀的。雖然 CMOS PA 的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，但是現(xiàn)代深亞微米 CMOS 工藝的性能接近 SiGe 或 GaAs PA 更加具有吸引力。一個(gè)主要的問題是將在所有可能的情況之下保證可靠的操作。如果負(fù)載失配時(shí)，在 PA 輸出端將導(dǎo)致高的

4、 VSWR，這個(gè)問題對于標(biāo)準(zhǔn) CMOS 晶體管的低擊穿電壓非常重要。本文提出了一種用于 CMOS 功率放大器的 VSWR 保護(hù)電路。該電路另外設(shè)計(jì)附加在一個(gè)輸出功率為 27 dBm 的兩級差分功率放大器中。這個(gè) PA 的設(shè)計(jì)是為了集成在 DECT 電話芯片中，和參考文獻(xiàn)[1]類似。PA 的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和測試結(jié)果參照文獻(xiàn)[2]。本文結(jié)果如下：首先簡單介紹了 PA 的非理想影響。第三部分介紹了可能的解決方案。第四部分給出了 PA 的整體結(jié)果和設(shè)

5、計(jì)。接著對 VSWR 保護(hù)電路做了詳細(xì)的介紹，最后給出了測試和仿真結(jié)果。2、PA 的非理想因素 的非理想因素CMOS PA 的可靠性問題主要包括三個(gè)方面：由于熱載流子效應(yīng)，模擬 CMOS 電路的 RF 性能會(huì)退化[3]。當(dāng)漏極電場強(qiáng)度高時(shí)，溝道電子將對 Si-SiO2 表層產(chǎn)生破壞，從而出現(xiàn)熱載流子效應(yīng)。這將導(dǎo)致 MOSFET 的開啟電壓增大使得跨導(dǎo)降低。電遷移通常是指在電場的作用下導(dǎo)電離子運(yùn)動(dòng)造成元件或電路失效的現(xiàn)象。它可能會(huì)導(dǎo)致線路

6、空隙，甚至差距，導(dǎo)致了芯片的破壞。電遷移是一個(gè)問題，尤其是當(dāng)大的直流電流密度存在同一個(gè)線路中。最后，CMOS 晶體管的一個(gè)致命威脅是柵氧化層或 PN 結(jié)暴露在過高的電壓下會(huì)直接被擊穿。0.13?m 工藝的柵級擊穿電壓根據(jù)晶體管的種類在 4.5V~8.5V 之間。PN 結(jié)的反向擊穿電壓約為7V。3、天線上負(fù)載失配造成的過高電壓 、天線上負(fù)載失配造成的過高電壓本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）外文翻譯2圖 2B 輸出匹配和差分至單端轉(zhuǎn)換負(fù)載阻抗變換和差分

7、到單端轉(zhuǎn)換被微型 LC 利用。差分負(fù)載阻抗功率放大器輸出轉(zhuǎn)變的是相同的頻率，它是由高次諧波的不平等。因此，在不同峰值電壓漏輸出駐波比時(shí)，可能會(huì)有所不同應(yīng)用條件。因此，有必要監(jiān)測與過壓檢測器都漏輸出的峰值電壓C: 過電壓檢測:對于過電壓檢測電路如圖 3 它由 n 個(gè)二極管鏈和一個(gè)并聯(lián)電阻電容組成。在最后節(jié)點(diǎn)射頻射出二極管鏈?zhǔn)沁B接到功率放大器漏極輸出節(jié)點(diǎn)。在正常運(yùn)作的二極管的電壓 N?Vknee 總和大于最大漏極電壓擺幅較大。因此，輸出電壓

8、不加載和功率放大器的表現(xiàn)也沒有變差。如果在駐波比情況下，PA 的峰值輸出電壓超過 n?Vknee，通過二極管鏈和電容器的電流。電壓 Vcontrol，這是用來控制偏壓，上升到 Vcontrol = VRFout - nVknee。高阻抗并聯(lián)電阻必須履行的駐波條件，允許功率放大器返回正常狀態(tài)?；蛘叩揭粋€(gè)高阻抗低偏置電阻器使用，有可能節(jié)省芯片面積。很顯然，采用二極管連接的 PMOS 晶體管，用晶體管代替二極管是不可能的。一個(gè)二極管連接的晶體