【摘 要】
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随着社会的的发展,远程医疗、网络直播、智慧工业、物联网等发展应用给移动网络带来了新的机遇与挑战。要从根本上消除人民群众对于移动互联网日益扩大的数据需求和有限的通信设备数据处理能力之间的矛盾,最好的途径就是利用宽带高频信号来进行移动通信,自然也促进了5G通信的快速发展。通常把拥有高增益、高线性度、良好驻波系数的驱动放大器作为功率放大器的前级,把系统中的小功率信号进行放大后驱动末级功率放大器,才能保证
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随着社会的的发展,远程医疗、网络直播、智慧工业、物联网等发展应用给移动网络带来了新的机遇与挑战。要从根本上消除人民群众对于移动互联网日益扩大的数据需求和有限的通信设备数据处理能力之间的矛盾,最好的途径就是利用宽带高频信号来进行移动通信,自然也促进了5G通信的快速发展。通常把拥有高增益、高线性度、良好驻波系数的驱动放大器作为功率放大器的前级,把系统中的小功率信号进行放大后驱动末级功率放大器,才能保证末级功率放大器输出足够高的功率。在通信系统中,高线性度驱动放大器在同样输出功率下具有更小的非线性失真,所以设计高线性度、宽带、高功率、优良稳定性的增益模块具有重要的现实意义。首先,本文阐述了不同材料不同工作特性的晶体管工艺,随后介绍了放大器的一些基础理论,并结合理论对常用的的电路构架进行详细的分析。最终采用不同的电路构架,设计了两款基于Ga As HBT工艺面向不同应用的Sub 6G驱动放大器。针对基站高功率应用,采用功率处理能力强的共射放大电路,结合提高线性度的有源偏置电路,最终设计了一款高线性度、中等增益的驱动放大器。接下来设计了一款面向移动射频终端,具有高增益、宽频带、低功耗、优良线性度的驱动放大器。为了满足增益需求,选取达林顿复合管作为放大电路,同时为克服传统偏置电路静态工作点不稳定问题,设计并优化了具有低环境敏感度的自适应有源偏置电路。本设计采用ADS软件,对电路原理图进行设计仿真并优化,绘制版图并作EM仿真,最终进行流片验证。芯片实测结果表明两款放大器均能满足设计指标,高线性度放大器输出P1dB在26dBm以上,输出OIP3在40dBm以上,驻波系数小于2。高增益放大器输出OIP3在29.5dBm以上,增益全频带大于19dB,通过高低温环境下测试结果来看,本设计采用的有源偏置电路起到明显的作用。通过对两款放大器的设计我们认识到,射频电路的设计同样满足模拟八边形法则,怎么进行性能指标的取舍平衡至关重要。
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