摘 要： 设计了一个工作于2.5 GHz、最高输出功率达到31.8 dBm的CMOS功率放大器（PA），该PA由两级放大器组成，两级放大器均采用全差分电路结构。为了实现1 W以上的输出功率，第二级放大电路由两个完全相同的子放大器组成，然后通过高效率的片上功率合成器将两个子放大器的输出电压相加。片上二次谐波短路电路用来提高PA的线性度，对比没有采用二次谐波短路的PA，采用二次谐波短路后PA的三次谐波失真下降7 dB。该PA采用 TSMC 0.18 μm CMOS设计，采用Agilent ADS软件进行电路仿真和片上无源器件的设计，电路仿真结果表明：在2.5 GHz工作频率点，PA的输入完全匹配（S11=-25 dB），小信号增益达到25 dB，功率增益为19.4 dB，最高输出功率达到31.8 dBm，最高功率附加效率（PAE）达到32.9%，三阶交调失真在输出功率等于22.3 dBm时为-30 dBc。 关键词： CMOS；功率放大器；三阶交调失真；二次谐波短路 0 引言 功率放大器（PA）应用于发射机系统，将上变频之后的射频信号进行放大，然后输出到天线发射出去，由于PA处在发射机的末端，所以其线性度直接决定了发射信号的质量。随着现代调制方式越来越复杂，对发射信号的质量要求也更加严格，因此设计一个高线性度的PA成为了一个充满挑战的课题。另一方面，为了实现远距离通信要求，对PA的发射机功率要求也越来越高，目前常见的手机通信协议对PA的发射功率要求接近甚至超过1 W，无线局域网（WLAN）虽然对PA的发射机功率要求只有20 dBm，但是由于WLAN采用正交频分复用技术(OFDM)调制方式，信号峰均比（PAR）达到17 dB，为了满足系统对线性度的要求，PA一般工作在功率回退的情况，同样为了满足WLAN输出功率要求，WLAN PA的最高输出功率也要设计到瓦级。 目前市场上主流PA产品采用的是砷化镓（GaAs）、锗化硅（SiGe）等特殊工艺，虽然采用CMOS工艺设计制作的PA也已成功应用于手机产品[1]，但是由于CMOS工艺一些难以克服的固有缺陷，CMOS PA市场占有率仍然较低。为了解决CMOS PA设计的问题并使所设计的PA达到一定的性能指标，将输出功率提升技术、线性度提高技术和效率提高技术广泛应用于CMOS PA的设计[2-8]。本设计采用片上变压器合成技术增加PA的输出功率，二次谐波短路用来提高PA的线性度，从而实现了2.5 GHz高线性度瓦级CMOS功率放大器的设计。 本文所述的PA电路设计基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺，仿真结果表明在2.5 GHz工作频率点，输入完全匹配(S11=-25 dB)，小信号增益达到25 dB，功率增益为19.4 dB，最高输出功率达到31.8 dBm，最高功率附加效率(PAE)达到32.9%，三阶交调失真在输出功率等于22.3 dBm时为-30 dBc。根据仿真结果，该PA达到输出功率、线性度和效率等性能指标的折中设计，可应用于2.5 GHz频段的发射机系统，实现高输出功率的单片CMOS收发器。 1 功率放大器的电路设计 2.5 GHz的整体电路结构如图1所示，包括输入变压器、驱动放大器、2个子功率放大器和功率合成器等4个模块。其中输入变压器用来实现单端输入信号到差分输出信号的转换；驱动放大器和子功率放大器结构相同，采用差分结构来输出更高的功率，同时抑制奇次谐波，提高PA的线性度；功率合成器实现两个子功率放大器的输出信号相加，同时将差分信号转为单端信号输出到负载。为了提高整体电路的稳定性，串联RC网络应用于驱动放大器和子功率放大器。输入变压器和功率合成器两端均有调谐电容，控制整体电路在2.5 GHz达到最优性能。差分结构的电感接在驱动放大器的正负输出端，和级间电容在2.5 GHz谐振，同时从该电感的中心抽头给驱动级提供电源。 
该PA的电路设计过程如下：从输出端开始向输入端逆向进行设计，首先选定功率合成器的结构、主次线圈比、几何形状；然后设计子功率放大级，确定MOS管的具体尺寸，采用负载牵引仿真，使得输出功率和效率达到最大值；下一步设计驱动级MOS管的尺寸和级间电感的大小；最后设计输入变压器，同样确定其线圈比、几何尺寸。以上电路尺寸确定完毕后还需要对PA整体电路进行优化仿真，在线性度和效率等性能之间进行折中处理，同时考虑后期版图的设计，对电路中的每个尺寸进行仔细核对并作合理优化，最终使PA各项性能指标达到设计要求。 2 功率合成器
反激式变压器二次输出端滤波电容发热，个别烧掉
如上图，二次端输出电压为5V，C+2为钽电解电容，规格为16V，100uf。使用过程中发现C+2和L1有发热现象。现在发现有个别钽电解电容烧掉，概率1/4000.钽电解电容正极电压波 关于脉冲变压器的Saber仿真设计的一点疑惑(电容
图3是网上借鉴别的设计的图，上图是修改后的saber仿真模型 。原图中 若在信号源处使用常用的pwm缓冲器输出电压或者3.3v电压，无法得到电压的提升在输出端。故在推挽的前 TD-LTE的发展路径之争：F频段还是D频段? 今年“5.17”并未像市场传闻的那样发放4G牌照，但这丝毫没有影响业界对中国4G建设的关注。众所周知，在中国这个全球最大的电信市场，今年又有一块最大的蛋糕即将出炉：6月前后
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