基于SiGe BiCMOS的全集成射频功率放大器设计

摘要

提出了一种基于SiGe BiCMOS工艺的适用于移动设备的紧凑全集成功率放大器.设计采用cascode驱动级与共发射极功率级级联以提高放大器的功率增益，片上集成CMOS电源以提供偏置电流，采用分布式的镇流电阻和具有热负反馈效果的偏置电路补偿结温以防止放大器在高温工作时失效，并且采用一种紧凑的电路级的热耦合模型对所提出的热稳定措施进行仿真验证.后仿结果表明：PA在3.3 V供电下、2.4～2.5 GHz的工作范围内输出增益为32.5 dB,S₁₁&S₂₂<-10 dB,1 dB压缩点处的输出功率为25.4 dBm，在25℃的环境温度下最高结温小于65℃（饱和）.芯片面积仅为1.25×0.76 mm².测试结果表明：在-45～85℃的工作环境下，可以在增益要求为26.5～32.9 dB的应用中正常工作.1 dB压缩点处的输出功率为24.3 dBm.采用20 MHz 64-QAM OFDM信号测试，DEVM达到-30 dB的输出功率为18.1 dBm.

关键词

功率放大器 / 异质结双极晶体管 / 锗硅工艺

基金资助

国家自然科学基金资助项目（62074110）; 国家重点研发计划基金资助项目（2018YFB2202500）