射频微波功率放大器芯片技术研究进展及发展趋势

在对射频微波功率放大器芯片的概念、类型与实现工艺进行全面综述与分类的基础上,聚焦其高频化、线性度改善、能量转换效率提升、带宽扩展以及高集成度封装等关键技术的研究现状与亟待解决的技术问题,深入分析并讨论了各项关键技术的主流实现方式、典型研发案例以及相关应用利弊,旨在为现代无线通信系统射频前端集成的功率放大器芯片研发提供方法总结与设计参考。最后对射频微波功率放大器芯片技术的发展趋势与行业走向作出了展望。

一种带增益修正的音频功率放大器芯片

设计了一种应用于汽车音响的AB类BTL(bridge-tied load)音频功率放大器芯片.该功率放大器加入了一种新颖的增益修正结构使两输出端口增益匹配,可有效地抑制线性失真.仿真结果表明:在14.4 V或18V的电源电压下驱动4Ω负载,满摆幅输出功率可分别达到25 W和40 W以上;1 kHz频率下输出功率18 W时,输出效率达到35%,总谐波失真为0.4%,具有较高的效率和较低的失真度.

基于C#的功率放大器芯片电流监测系统

为了在高温试验条件下对芯片进行实时的电流监测,利用C#编程语言和相应的供电设备与环境设备搭建功率放大器芯片(PAC)电流监测系统。该系统针对自行开发的功率放大器芯片的电流监测需求设计,利用通用串行总线集线器装置,配合通用串行总线、通用接口总线建立设备间的通信。综合面向对象编程技术、动态界面编程技术、虚拟仪器软件结构、串口通信技术,实现供电设备任意设置、多台设备同时控制、电流数据自动记录、监测数据实时显示、电流异常警告等功能。结合测试系统中的温度设备,对芯片进行高温寿命试验。经检验,该系统使用简单、实时性好、准确性高,满足功率放大器芯片的电流监测需求。

基于CMOS工艺的高线性宽带放大器芯片设计

展示了一款基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计的高线性宽带放大器芯片,该芯片可覆盖P波段、L波段、S波段,实现宽带放大。放大器采用三级级联结构,包括输入级、中间级和输出级。输入级采用两级级联的共栅结构,在实现输入宽带匹配的同时,可有效提升隔离度,并提供一定的电压增益;中间级采用高输入阻抗的共源结构分布式放大电路,延展带宽,通过电压传递的方式降低级间匹配难度,减少片上电感使用;输出级在传统的共源结构基础上,通过电感负载及增加电阻负反馈的功率放大器设计方法,在延展带宽的同时提高了线性度,折中功率输出,PAE得到优化。芯片通过流片面积为0.7 mm×1.2 mm,测试结果显示,该放大器工作频率可覆盖500 MHz~2.5 GHz,工作带宽>1.5 GHz,相对带宽达到100%,OP_(1dB)>9 dBm,增益S_(21)>16 dB,达到了宽带放大和高线性度性能要求,验证了本文所述理论的正确性,满足综合射频(通信、雷达、电子战)应用需求。

超宽带低功耗低噪声放大器芯片

介绍了一款基于GaAs0.15μmpHEMT工艺的2~18GHz超宽带低功耗低噪声放大器芯片的设计,给出了在片测试结果。该芯片采用结合有源偏置和并联负反馈技术的改进型共源共栅放大结构,该结构可以使放大器在超宽带的工作频带范围内实现低噪声、低功耗和较高增益,同时减小放大器性能对工艺波动的敏感程度。在2~18GHz的超宽带频率范围内,该芯片实测噪声系数≤1.4 dB,增益≥14 dB,且具有3 dB的正斜率,输出P-1功率≥12 dBm,输入输出驻波≤1.6,整个芯片功耗仅为0.15 W,芯片尺寸仅为:1.4 mm×1.1 mm×0.1 mm。

放大器芯片退耦电路的设计与应用

在放大器芯片仿真数据不充分的情况下,将印制电路布版设计、工艺装配分析、封装类型选择与布局优化的多种技术融合。基于现有工艺装配能力,通过高频传输通道电性能指标直接测试,验证了适合电路设计退耦要求的4组不同大小容值的典型搭配,获得了一种新型的放大器芯片退耦电路设计,解决了多通道布局中小电容贴装难、大电容排不下的难题。进一步创新提出了图形阵列排布的电容代替分立电容的方案,提高了电容排列的集成度与贴装效率,显著降低了模块的生产成本。

射频功率放大器芯片的基板联合仿真方法比较

工程上常用ADS进行射频功率放大器裸芯片电路级设计,然后将裸芯电路原理图或版图与设计好的基板进行联合仿真。常用的裸芯与基板联合仿真方法包括使用ADS+Momentum或ADS嵌套技术或ADS+HFSS等。由于射频电路的实际寄生很难准确模拟,在射频功率放大器芯片的设计研制过程中,工程师们常对应采用什么样的基板联合仿真方法感到困惑。本文以自主研制的工作频率2GHz的射频功率放大器芯片为例,从仿真器的算法理论、联合仿真的具体建模方法、建模复杂度、仿真时间、对比实测结果等几个方面对上述几种常用的基板联合仿真方法进行了比较探讨,尝试归纳总结出对实际射频功率放大器芯片工程设计有帮助的仿真经验。

2~6 GHz 1W宽带高效率功率放大器芯片设计

阐述一款基于0.15μm GaAs pHEMT工艺2~6GHz 1W宽带高效率功率放大器芯片的设计,给出夹具测试结果。该放大器芯片采用两级级联放大结构,以确保较高的功率增益,同时匹配采用多级LC结构,可以拓宽放大器的工作频段,同时较低的插损可以使放大器保持较高的效率和功率。

首款单芯片CMOS功率放大器解决了高电压分配关键技术

Silicon Laboratories公司针对GSM/GPRS市场推出据称业界首款采用CMOS工艺技术,体积最小、且具有高性能和高功率的单芯片功率放大器(PA)-Si4300.

一种简易的电机软启动与节能控制装置

利用价廉的集成运算放大器芯片LM324来实现电机软启动与节能运行控制。介绍设计与实现的有关原理控制装置的特点:结构简单,易于工程实现,造价低廉,在功能方面具备基于单片机技术的电机软启动控制装置的相应功能。

国半推出三款全新的Boomer扬声器驱动器

美国国家半导体公司日前推出适用于便携式系统的Boomer音频放大器芯片LM4960、LM4961及LM4802B。这三款芯片是业内首创可以驱动陶瓷及压电扬声器的单芯片音频放大器。

计算机与外设

无线USB Skype Phone控制芯片组，增加N＋1冗余和热插拔能力XPhase芯片组，简化无线鼠标、键盘及收发器开发的参考设计套件。