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第三代移动通信系统的蓬勃发展对高速数据传输速率以及高移动性提出了越来越苛刻的要求。因此高线性度，高效率的射频功率放大器电路成了研究的热点。我国无线通信产业市场巨大，但商用的射频功率放大器研究发展相对滞后。研究拥有自主知识产权的高性能InGaP/GaAs HBT功率放大器单片微波集成电路对于实现无线通信关键部件的国产化具有十分重要的意义。本论文将从提高功率放大器性能的角度出发，针对功率放大器设计中提高增益平坦度、提高线性度和效率等技术展开探索和研究，取得了如下创新成果：
1、自主研制出工作电压5V，线性输出功率30dBm，增益为24dB，增益平坦度为±0.25dB，饱和功率附加效率为43％的AB类S波段MMIC功率放大器芯片。该功率放大器芯片测试指标可与本频段国际同类先进产品相比拟，而且输出功率高于本频段国际同类产品7dB。
2、提出并实现了的一种新型功率放大器高低功率控制单元，用于TD-SCDMA功率放大器。采用开关电路，直接对高低率功率进行切换，减少了系统功耗，并且实现了在控制电压为零时的功率放大器处于关闭状态。
3、提出并实现了一种新型的参考电压保护电路，用于TD-SCDMA功率放大器。其主要功能是当参考电压变化超过±0.2V时，在小信号输入时，即使功率放大器处于输出VSWR大于10:1的失配状态，总电流仅为161mA。因此即使输出出现极大反射，也不会因为电流过大而发生芯片的烧毁。当输入功率增大时，增益逐渐变大，在28.66dBm输出时增益达到27.57dB并且处于线性输出范围内。
4、采用插值法设计MMIC电感，通过三维电磁场仿真对比，提出并验证了一种增加虚拟金属层的电磁场仿真模型建模方法。通过对功率放大器厂商提供的MMIC电感进行插值，建立了完整的所需电感值的系列，为功率放大器设计打下了基础。