一种2.4GHz全集成SiGe BiCMOS功率放大器.pdf

第33卷第 12期 电 子 与 信 息 学 报 V0l1．33No．12 2011年 12月 JournalofElectronics InformationTechnology Dec．2011 一 种2．4GHz全集成SiGeBiCMOS功率放大器 阮 颖①② 刘炎华① 陈 磊① 赖宗声① (华东师范大学微电子电路与系统研究所 上海 2000621 f上海电力学院计算机与信息工程学院 上海 2000901 摘 要：针对2．4GHz802．11b／g无线局域网(WLAN)的应用，该文设计了一种单片全集成的射频功率放大器(PA)。 由于在自适应偏置电路中采用异质结晶体管(HBT)和电容构成的简单结构提高PA的线性度，因此不增加PA的直 流功耗、插损和芯片面积。在基极偏置的DC通路中采用电阻负反馈实现温度稳定功能，有效避免热崩溃的同时不 引起射频损耗。采用了GRACE0．18 m SiGeBiCMOS工艺流片，芯片面积为 1．56mm ，实现了包括所有偏 置电路和匹配电路的片上全集成。测试结果表明，在2．4—2．5GHz工作频段，PA的小信号增益 达23dB，输入 回波损耗 小于一15dB。PA的 1dB输出压缩点的线性输出功率为 19．6dBm，功率附加效率为20％，功率增益 为22dB。 关键词：SiGeBiCM0S；功率放大器；全集成；自适应偏置 中图分类号：TN402；TN722 文献标识码： A 文章编号：1009—5896(2011)12．3035—05 DOI：10．3724／SP．J．1146．2011．00441 A 2．4GHzFully—integratedSiGeBiCMOSPowerAmplifier RuanYing①② LiuYan—hua① ChenLei① LaiZong—sheng④ (InstituteofMicroelectronicCircuitandSystem，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200062)China) 、“(Faculty ComputerInformationEngineering，ShanghaiUniversityoIElectricPower，Shanghai200090，China) Abstract：Afully—integratedSiGeBiCMOSPowerAmplifier(PA)ispresentedforthe2．4GHz802．1lb／gwireless LAN application．ThelinearizationisimprovedbythesimpleHBT—capacitorstructureintheadaptivelybiasing circuit，withoutadditionalDC powerconsumption，chipareaandinsertionloss．Thetemperaturestabilization is achieved in theHBT’SDC basebiasingpath bynegativefeedback．Thisschemepreventseffectively thermal runawayandcausesnoRFpowerpenalty．Theproposedpoweramplifierisfabricatedin0．18um SiGeBiCMOS processand thechipareais1．56mm including allthebiasingand matchingcircuits．Themeasurementresults indicatethat，inbandof2．4—2．5GHz，thisPA getsthesmall-signalgain 1of23dB，andtheinputreturnloss ]oflessthan 一15dB．The