随着无线通信技术的快速发展和广泛应用,现代无线通信系统中存在多种不同频段不同制式的通信标准,为了提高无线通信设备的便利性,市场对于能兼容多频段、多模式的射频发射机芯片的需求日益增大。并且,随着日常应用对数据传输速率的要求提高,新的通信技术都采用了更大的带宽和更复杂的调制技术,对宽频多模发射机芯片的性能要求也越来越高。宽频多模发射机中,射频前端作为芯片输出级,对发射机芯片的频率覆盖范围、硬件成本以及线性性能起决定性的作用。本论文基于0.13μm CMOS工艺,开展用于宽频多模发射机的高线性射频前端的设计与研究,主要工作如下:(1)分析比较了现有的发射机架构,确定采用直接变频方案作为多模发射机实现架构,并且对发射机的关键性能指标进行了分析。对比现有的宽频多模发射机芯片方案,基于适应性和成本考虑,确定了模拟基带复用、使用多个带有片上无源巴伦的射频通路的宽频多模发射机芯片解决方案。(2)基于MOS器件的非线性来源和对应的线性改善方法的研究,分析不同的发射机射频前端架构的非线性产生机理,提出了一种电压输入的高线性电流型发射机射频前端架构。该架构采用了差分型的电压-电流转换器,对前级电路的驱动能力要求接近为零,并将信号以共源共栅电流镜的形式传输至功率混频器,进一步提高了发射信号的线性度。(3)为了进一步提高宽频多模发射机芯片集成度,研究了在标准CMOS工艺下实现片上巴伦,提出了一种基于脚本程序自动生成版图的片上无源巴伦设计方法,提高了无源巴伦设计迭代的效率。通过仿真分析各个设计参数对巴伦性能的影响,总结出片上无源巴伦的优化设计规律。最终设计了三个满足不同频段性能要求的片上无源巴伦。电路后仿真结果表明,该宽频多模发射机的高线性射频前端,在消耗158m W功率条件下,频率覆盖范围达到0.7-2.7GHz,能满足现有大部分通信标准的要求。输出功率的1d B压缩点为11.9d Bm,输出三阶交调截止点达到25d Bm,三阶交调分量达到了-70.5d Bc,相比现有报道,拥有更好的线性性能。