功率放大器综述

1、功率放大器 (Power Amplifier)综述,报告人： 时间：,目录,PA发展历程及研究意义 PA分类及其特性 PA主要指标 参考文献,一、功率放大器 (PA) 的发展历程及研究意义,功率放大器的概述 功率放大器发展历程： 射频器件发展 射频技术发展 电路设计发展 功率放大器的研究意义,功率放大器概述,射频功率放大器 (RF PA) 作为各种无线发射机的重要模块，在现代 通信系统中的主要作用是在工作频段高效率地放大射频小信号，并将大功率射频信号传输到发射天线中。 射频功率放大器的工作过程，实际上是将电源直流功率在输入调制信号的控制下转换成具有相同频率、相同相位的大功率信号。 提高射频功率

2、放大器的输出功率、工作效率以及线性度和稳定性等性能指标对于整个通信系统具有重要的意义。,射频器件发展,射频功率放大器的应用,射频功率放大器由于具有工作电压低、尺寸小、线性度高、噪声低等优点，广泛应用在卫星通信、移动通信、雷达和电子战以及各种工业装备中。 在军用与铁路通信中，功率放大器通常被用于无线通信系统发射机、军用雷达的核心器件。 在第三代移动通信系统(3G)中，要求数据传输速率达到2M bit/s，单个信号的带宽达5MHz，这就需要PA具有宽带特性。 为了降低通信运营商的运营成本，减小冷却成本，易于热控制，就要求提高PA的效率。 为了减小功率放大的级数和功率管的使用数量，以更低的功率进行驱

3、动，降低成本，就要求提高放大器的增益。,二、功率放大器的分类,二、功率放大器的分类 开关型功率放大器（Switching Mode PA,SMPA),SMPA将有源晶体管驱动为开关模式，晶体管的工作状态要么是开， 要么是关，其电压和电流的时域波形不存在交叠现象，所以是直流 功耗为零，理想的效率能达到100%。,二、功率放大器的分类,三、射频功率放大器的主要指标,射频放大器的系统框图,三、射频功率放大器的主要指标,工作频带:指放大器满足或者超过设计参数要求的工作频率范围。 输出功率:功率放大器的输出功率可以采用饱和输出功率(Psat)或1dB压缩点输出功率(P1dB)来表征 增益及增益平坦度:增

4、益是指放大器输出端口的功率与输入端口功率的比值。 功率附加效率PAE：全面反映放大器输出功率与外加功率的关系 输入输出电压驻波比:表示放大器的输入输出端口与负载的匹配度,参考文献,1 王志华，吴恩德，“CMOS射频集成电路的现状与进展”，电子学报，2001. 2 Timothy C. Kuo and Bruce B. Lusignan, “A 1.5W Class-F RF Power Amplifier in 0.2m CMOS Technology”, in IEEE International Solid-State Circuits Conference, 2001. 3 Alirez

5、a Shirvani, David K. Su and Bruce A. Wooley, “A CMOS RF Power Amplifier with Parallel Amplification for Efficient Power Control”, in IEEE International Solid-State Circuits Conference, 2001. 4 Mona M. Hella and Mohammed Ismail, “A Digitally Controlled CMOS RF Power Amplifier”, in IEEE Midwest Sympos

6、ium on Circuits & Systems, 2001. 5 Y. Kim, C. Park, H. Kim and S. Hong, “CMOS RF power amplifier with reconfigurable transformer”, in ELECTRONICS LETTERS, March 2006.,参考文献,6 Patrick Reynaert and Michiel Steyaert, “A Fully Integrated CMOS RF Power Amplifier with Parallel Power Combining and Power Con

7、trol”, in IEEE Asian Solid-State Circuits Conference, 2005. 7 N. Srirattana, P. Sen, H.-M. Park, C.-H. Lee, P. E. Allen, and J. Laskar, “Linear RF CMOS Power Amplifier with Improved Efficiency and Linearity in Wide Power Levels”, in IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, 2005. 8 戚威，“射频功

8、率放大器的研究与设计”，硕士学位论文，2009. 9 Hongtak Lee, Changkun Park, and Songcheol Hong, “A Quasi-Four-Pair Class-E CMOS RF Power Amplifier With an Integrated Passive Device Transformer”, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, April 2009.,参考文献,10 Fada Yu, Enling Li, Ying Xue, Xue Wang and Yongxia Y

9、uan, “Design of 2.1GHz RF CMOS Power Amplifier for 3G”, in International Conference on Networks Security, Wireless Communications and Trusted Computing, 2009. 11 Brecht Franois and Patrick Reynaert, “A Fully Integrated Watt-Level Linear 900-MHz CMOS RF Power Amplifier for LTE-Applications”, IEEE TRA

10、NSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, June 2012. 12 Shiang-Yu Tsai, Chun-Yu Lin, Li-Wei Chu and Ming-Dou Ker, “Design of ESD Protection for RF CMOS Power Amplifier with Inductor in Matching Network”, in IEEE Asia Pacific Conference on Circuits & Systems, 2012. 13 Seunghoon Kang, Bonhoon Koo,

11、 and Songcheol Hong, “A Dual-Mode RF CMOS Power Amplifier with Nonlinear Capacitance Compensation”, in Asia-Pacific Microwave Conference, 2013. 14 Sunghwan Park, Jung-Lin Woo, Unha Kim and Youngwoo Kwon, “Broadband CMOS Stacked RF Power Amplifier Using Reconfigurable Interstage Network for Wideband

12、Envelope Tracking”, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, April 2015.,参考文献,14 Sunghwan Park, Jung-Lin Woo, Unha Kim and Youngwoo Kwon, “Broadband CMOS Stacked RF Power Amplifier Using Reconfigurable Interstage Network for Wideband Envelope Tracking”, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE TH

13、EORY AND TECHNIQUES, April 2015. 15 Nathalie Deltimple, Marcos L. Carneiro, Eric Kerherv, Paulo H. P. Carvalho, Didier Belot, “Integrated Doherty RF CMOS Power Amplifier design for Average Efficiency Enhancement”, in IEEE International Wireless Symposium, 2015. 16 Earl McCune, “A Technical Foundatio

14、n for RF CMOS Power Amplifiers, Part 2: Power amplifier architectures”, IEEE SOLID-STATE CIRCUITS MAGAZINE, Fall 2015.,参考文献,17 Muhammad Abdullah Khan, Ahmed Farouk Aref, Muh-Dey Wei and Renato Negra, “Highly linear and reliable low band class-O RF power amplifier in 130 nm CMOS technology for 4G LTE applications”, in Nordic Circu