学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CMOS射频C类功率放大器研究与设计

作　者: 金香菊
导　师: 张庆中；杨谟华
学　校: 电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 射频集成电路 C类功率放大器 CMOS
分类号: TN722.75
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 520次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

功率放大器作为射频收发机中功耗和体积最大模块,其性能直接决定了整个射频收发机的成本、功耗和体积,因此研究CMOS射频功率放大器对实现单芯片射频收发机意义重大。本文通过深入分析CMOS射频C类功率放大器的系统结构和工作原理,设计出一个可单片集成的射频C类功率放大器,并完成了版图设计。首先对线性和非线性功率放大器进行了系统总结。采用电流源C类功率放大器模型,推导出功率放大器的效率、漏极电流的频谱、输出功率与导通角θ的关系,并用于指导功率放大器设计。其次,对基于CMOS工艺的射频C类功率放大器进行研究,并设计出一个中心频率2.4GHz的C类功率放大器。考虑输出功率、功率增益和效率要求,并针对CMOS工艺晶体管击穿电压低和跨导能力有限等缺点,采用单端两级拓扑结构,使用共源共栅和输出级的输入谐振网络等电路设计技术,提高了功率放大器的性能。最后,基于TSMC 0.35μm SiGe BiCMOS RF工艺,采用Cadence的SpectreRF进行电路仿真和版图设计。仿真结果表明,在使用片上电感后,输出功率达到24dBm,功率增益为24dB,功率附加效率达到34%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题背景和研究意义  9-11
  1.2 国内外现状  11-14
  1.3 主要研究内容  14-15
第二章射频功率放大器原理  15-31
  2.1 功率放大器的主要性能指标  15-17
  2.2 功率放大器的工作原理  17-24
    2.2.1 线性功率放大器  17-20
    2.2.2 非线性功率放大器  20-24
    2.2.3 功率放大器特性小结  24
  2.3 Ｃ类功率放大器理论分析  24-31
第三章 CMOS 工艺的挑战  31-36
  3.1 晶体管击穿电压  31-32
  3.2 高掺杂衬底  32
  3.3 片上螺旋电感  32-36
    3.3.1 片上螺旋电感模型  33-35
    3.3.2 品质因数  35-36
第四章Ｃ类功率放大器设计  36-54
  4.1 输出匹配网络  37-39
  4.2 功率输出级  39-43
    4.2.1 共源功率输出级  39-40
    4.2.2 共源共栅功率输出级  40-43
  4.3 增益驱动级电路  43-44
  4.4 级间匹配电路  44-48
  4.5 输入匹配电路  48-51
  4.6 偏置电路  51-52
    4.6.1 偏置产生电路  51-52
    4.6.2 省电模式  52
  4.7 总体电路结构  52-54
第五章仿真结果与分析  54-61
  5.1 瞬态特性  54-55
  5.2 输入匹配特性  55-56
  5.3 功率特性  56-57
  5.4 片上螺旋电感的影响  57-60
  5.5 小结  60-61
第六章版图设计  61-67
  6.1 单元版图  61-65
  6.2 功率放大器电路的整体版图  65-67
第七章结论  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-71
攻读硕士期间取得的研究成果  71-72

CMOS射频C类功率放大器研究与设计

内容摘要

全文目录

相似论文