一种新颖的自偏置有源负载放大器

利用自偏置电流源闭环反馈改变开环电阻的特性,设计了一种自偏置有源负载运算放大器,实现了低功耗、高开环增益、低输入失调的性能;并将此运算放大器应用于带隙电压源中。电路在德国XFAB公司XB06工艺上流片实现。芯片实测结果验证了设计的正确性和新颖性。

0.5dB噪声系数高线性有源偏置低噪声放大器

设计了一种宽带、噪声系数仅为0.48dB的有源偏置超低噪声放大器。低噪声放大器采用0.5μm GaAs E-PHEMT工艺研制,2.0mm×2.0mm×0.75mm 8-pin双侧引脚扁平无铅封装,具有低噪声、高增益、高线性等特点,是GSM/CDMA基站应用上理想的一款低噪声放大器。

带有源偏置的系统级封装低噪声放大器模块

针对近年来快速发展的多模卫星组合导航技术需求,提出覆盖主流全球卫星导航系统(GNSS)频段(包括GPS、GLONASS、伽利略、北斗)的低噪声放大器模块.该低噪声放大器模块采用SIP封装技术,在一个3 mm×3mm×1mm的塑料封装内集成了低噪声放大器芯片及输入输出匹配电路等片外电路,封装外无需额外分立元件.低噪声放大器芯片采用低噪声的0.25μm GaAs pHEMT工艺流片.在芯片设计中,提出新型的有源偏置电路,可以抵御电源电压和环境温度的波动,使该低噪声放大器模块能够在复杂的环境中稳定工作.测试结果表明,该低噪声放大器模块在工作频段内噪声系数约为0.65dB,增益可达20dB,输入输出回波损耗小于-10dB,中心频率输入三阶互调阻断点为0.6dBm,电源电压为3.3V,功耗为15mW.

集成有源负载放大器的研究

本文重点介绍了集成有源负载放大器的分析方法,并以镜像电流源为例详细介绍、对比了两种方法(图解分析法和微变等效电路分析法)。此外,介绍了用厄雷电压计算 Av 的简便方法。

基于可调有源并联反馈技术的超低功耗宽带低噪声放大器

设计了一款超低功耗宽带低噪声放大器(LNA)。该LNA采用互补电流复用结构,该结构采用共栅级NMOS管和PMOS管作为输入器件。采用有源并联反馈结构以实现输入网络的低功耗,同时反馈级的电流被输入晶体管复用,改善LNA的电流效率。利用衬底偏置方案,对反馈系数进行调节。基于TSMC 0.13μm CMOS工艺技术进行流片,芯片面积为0.007 2mm2。芯片在片测试结果为:在1V电压供电下,消耗了500μA的电流。LNA的3dB带宽为0.1～2.5GHz,增益为9.5～13.6dB,噪声系数低于4.7dB,输入三阶交调截止点为-9.3～-6.8dBm。

2×100W双桥接负载D类音频功率放大器TDA7498

TDA7498是一种100W＋100W双桥接负载（BTL）D类音频放大器芯片,它是为家用系统和有源扬声器应用而设计的。TDA7498利用10～39V的单电源工作,效率达90%,并且有4种增益可供选择,提供待机和静音控制和过压、欠压、短路及热过载保护。封装及引脚功能TDA7498采用36引脚裸露焊板在上面的powerSSO封装,引脚排列如图1所示。TDA7498各个引脚功能如表1所示。

一种带有温度补偿电路的射频功率放大器

针对无线通信应用的射频功率放大器,提出了一种新颖的温度补偿电路。应用该温度补偿电路,设计了一款基于In Ga P/Ga As HBT工艺的两级F类功率放大器。该功率放大器采用了带温度补偿特性的有源偏置电路,能有效地提高线性度,补偿温度引起的性能偏差;输出匹配网络采用F类功率放大器谐波理论而设计。在1 920~1 980 MHz频段和电源电压3.4 V条件下,测得常温状态该功率放大器增益为27 d B;输出功率在28 d Bm时功率附加效率达到42%,邻信道功率比为?36 d Bc;在?20℃~80℃之间功率附加效率和邻信道功率比基本不变。

低功耗单片低噪声放大器芯片

基于0.15μm GaAs pHMET工艺技术的管芯特性分析,采用电流复用结构及有源偏置技术,研制了一款高鲁棒性低功耗单片低噪声放大器芯片.该款芯片具有三级拓扑结构,采用源极负反馈提高芯片稳定性,采用有源偏置技术弥补工艺波动现象造成的芯片性能波动.供电电压为5V的条件下,芯片的工作带宽为19~24GHz,增益和噪声系数分别为（24.7±0.2）,（1.4±0.1）dB,电路总电流仅为5mA.芯片尺寸为2mm×1mm.与其他相同工作频率、使用传统技术的芯片相比,噪声系数和电路功耗方面具有明显的优势.

1~9 GHz超宽带温度补偿低噪声放大器的设计

超宽带低噪声放大器是可重构射频前端、宽带相控阵雷达必需的芯片,其性能直接影响系统的灵敏度.展示一款集成温度补偿有源偏置电路的超宽带低噪声放大器,该放大器采用新型温度补偿有源偏置电路,能有效地降低工作环境温度变化导致的增益波动;同时,通过带宽扩展技术提高晶体管高频增益,实现9倍频程的工作带宽.该款芯片基于0.15μm GaAs pHEMT工艺设计制造,尺寸为2 mm×1.2 mm.测试结果表明,该低噪声放大器在5 V工作电压下,功耗为125 mW;工作频率为1~9 GHz,频带内噪声系数小于1 dB,增益大于25 dB,输入输出回波损耗小于-10 dB,输出1 dB压缩点大于10 dBm;在-55~125℃工作环境下,芯片增益波动小于1 dB.

一种输出匹配可调的、高线性度宽带功率放大器

采用自适应偏置技术和有源电感实现了一款输出匹配可调的、高线性度宽带功率放大器(PA)。自适应偏置技术抑制了功放管直流工作点的漂移,提高了PA的线性度。有源电感参与输出匹配,实现了输出匹配可调谐,该策略可调整因工艺偏差、封装寄生造成的输出匹配退化。利用软件ADS对电路进行验证,结果表明,在4 GHz频率下,输入1dB压缩点(Pin 1dB)为-7dBm,输出1dB压缩点(Pout 1dB)为11dBm,功率附加效率(PAE)为8.7%。在3.1GHz^4.8 GHz频段内,增益为(20.3±1.1)d B,输入、输出的回波损耗均小于-10dB。

全差分低电压、高驱动能力运算放大器的实现

该文提出了一种全差分低电压、高驱动能力运算放大器电路,通过分析具有不同有源负载结构的差分放大器,得到具有反折电流镜有源负载的差分输入级电路具有较宽的共模输入范围。高效率的甲乙类输出级能提供轨对轨输出摆幅和高输出电流,由于电路具有特定拓扑结构的输出级,因而运算放大器能够工作在低电源电压状态下。采用台积电(TSMC)2层多晶硅、4层金属(2P4M)3·3V,0·35μmCMOS工艺流片得到所设计的全差分低电压、高驱动能力运算放大器在3·3V电源电压工作条件下的功耗仅为625μW,电流输出幅度达到1·2mA。

放大器的线性化技术

本文详细地阐述了功率放大器线性化的基本工作原理 ,并对常见的有源偏置 (activebiasing)、前馈 (feed -for word)、具有非线性元件的线性放大器 (LINC)、负反馈 (negativeforword)、预失真等五种线性化技术的特点、实现方法及使用中的优缺点进行了全面、系统的比较和分析 ,指出利用功率模块合成的放大器线性化程度较高、应用也最普遍 .自适应预失真系统有自己独特的优势 。

基于SiGe HBT的38GHz功率放大器设计

功率放大器(Power Amplifier,PA)是射频前端关键的模块,基于0.13μm SiGe HBT工艺,设计了一款38 GHz功率放大器。提出了HBT集电极寄生电容和传输线谐振的方法减小芯片面积,针对毫米波频段下,晶体管可获得最大增益较低,采用堆叠晶体管提高了功率放大器的增益,同时通过优化有源器件参数,提高了功率放大器的输出功率和效率。仿真结果显示,在4 V的供电电压下,工作在38 GHz的功率放大器1 dB压缩点输出功率为17.8 d Bm,功率增益为19.0 dB,功率附加效率为32.3%,功耗为252 mW。

采用噪声抵消技术的无电感宽带低噪声放大器

设计了一款多用途、宽带、无电感的低噪声放大器。放大器的第1级为单端输入差分输出结构,采用了噪声抵消技术来降低噪声;第2级引入有源感性负载,并通过电阻负反馈来扩展带宽。采用TSMC 130nm工艺对电路进行仿真,后仿结果表明,在0.4-6.2GHz带宽范围内,S21为19dB,噪声系数为1.9-2.5dB,功耗为9.6mW,电路核心面积为0.08mm^2。

0.8~2.7GHz GaAs PHEMT高线性驱动放大器

基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,研制了一款0.8~2.7 GHz的高线性驱动放大器。电路放大部分采用多胞合成技术,避免了工艺对栅宽的限制,同时可以提升输入和输出阻抗。偏置电路采用带负反馈系统的有源镜像结构实现,与传统的有源偏置结构相比,引入一个负反馈系统,提高了驱动能力,使电路更加稳定。电路采用+5 V电源供电,静态工作电流为130 mA。该放大器在860~960 MHz、2.1~2.2 GHz和2.3~2.7 GHz性能良好,在2.6 GHz处的小信号增益为14.3 dB,1 dB压缩点输出功率(Po(1 dB))为28.4 dBm,Po(1 dB)处的功率附加效率为41.6%,输出三阶交调点为37.5 dBm。采用片外匹配,不仅节省芯片面积,还可以通过调整输入和输出匹配网络,满足5G基站等移动通信系统不同频段的应用需求。

一种温度不敏感的高线性功率放大器

设计了一种温度不灵敏的高线性度的射频功率放大器芯片,采用新颖的带温度反馈环路的有源片上自适应偏置电路,该电路降低了温度引起的放大器集电极直流电流分量的变化量,补偿了由温度变化而引起的性能偏差,进而有效提高了放大器的线性度。基于这个温度不灵敏的偏置结构采用InGaP/GaAs HBT工艺设计了一个工作在2110~2170 MHz频段的功率放大器。测试结果表明,该功放在工作频段内的增益大于等于35.3 dB;在中心频率2140 MHz处,1 dB功率压缩点大于33 dBm,功率附加效率在输出功率24.5 dBm时为18%;使用LTE_FDD调制信号,获得邻信道功率比为-47 dBc。在环境温度为-40℃、+25℃和+80℃条件下,功放的增益平坦度较好,增益变化量小于1.5 dB,输出级集电极电流基本不变,有效降低了功放对温度的敏感性。

0.1 GHz~18 GHz单电源宽带低噪声放大器

基于GaAs增强型pHEMT工艺,设计了一款单电源供电、工作频率覆盖0.1 GHz~18 GHz单片集成宽带低噪声放大器芯片。在同一芯片上集成分布式低噪声放大器和有源偏置电路,通过有源偏置电路为分布式放大器提供栅压实现放大器单电源供电。在片测试结果表明,放大器在+5 V工作电压下,工作电流60 mA,在0.1 GHz~18 GHz工作频段范围内实现小信号增益18 dB,输出P1 dB(1 dB压缩点输出功率)典型值12 dBm,噪声系数典型值2.5 dB。放大器的芯片尺寸为2.4 mm×1.0 mm×0.07 mm。

5.5GHz 23dB CMOS限幅放大器的电路设计

文章介绍了一种采用0.18μmCMOS工艺设计,多级级联、差分结构宽带限幅放大器的设计方法。本限幅放大器应用于5Gb/s同步光纤网络(SONETOC-96)系统,采用反比例级联结构、有源电感负载来提高系统带宽。芯片实际测试结果为23dB增益,3dB带宽达到5.5GHz,实现了设计目标。

基于InGaP/GaAs HBT工艺超宽带高线性度单片放大器

为解决传统达林顿结构的单片射频放大器线性度低和高低温下静态电流变化大的问题,设计了动态偏置电路和有源偏置电路来提高放大器的线性度和稳定静态电流。同时,为了扩展放大器的带宽和提高增益平坦度,设计了负反馈电路结构。基于2μm磷化镓铟/砷化镓异质结双极型晶体管(InGaP/GaAs HBT)工艺和达林顿结构,设计了单片微波放大器。电磁仿真结果表明:在5 V电压供电下,静态功耗为0.17 W,本放大器在0.05~10 GHz频率范围内,小信号增益最大为21 dB,输出功率三阶交调点最大为31.1 dBm,输出功率1 dB压缩点最大为16.1 dBm,回波损耗均小于-10 dB,高低温下静态电流波动±1.5 mA。

一款0.1~2.0 GHz的高线性度低噪声放大器

采用0.5μm GaAs pHEMT工艺研制了一款0.1~2.0 GHz的高线性度低噪声放大器芯片。针对偏置电压随电源波动的问题,提出一种新型的具有稳压功能的有源偏置电路,既能补偿放大管阈值电压随温度的变化,又不受电源电压波动影响,同时在放大管的栅源两端增加反馈电容,以改善线性度与输入输出匹配度。测试结果显示,在频带内最大增益可达23 dB,噪声系数小于1.4 dB,OIP3大于35 dBm,P1dB大于23 dBm,芯片尺寸为1.00 mm×0.95 mm。