【摘 要】
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过去几年中,随着消费者对无线产品的需求增加,无线局域网（Wireless Local Area Networks,WLAN）技术逐渐走向成熟。为了实现较高的数据传输速率,无线局域网采用了正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术进行信号调制,该技术具有非常高的峰均比。因此,功率放大器（Power Amplifier,PA）作为
【基金项目】
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东南大学射光所与华为海思合作项目；
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过去几年中,随着消费者对无线产品的需求增加,无线局域网（Wireless Local Area Networks,WLAN）技术逐渐走向成熟。为了实现较高的数据传输速率,无线局域网采用了正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术进行信号调制,该技术具有非常高的峰均比。因此,功率放大器（Power Amplifier,PA）作为无线局域网射频前端的核心部件,需要很高的线性度来保持信号的完整性。与此同时,作为射频系统中功率消耗最大的模块,功率放大器还需要尽可能地实现高效率,以提高设备的使用寿命。因此,设计应用于无线局域网的CMOS功率放大器,具有较好的研究意义和工程价值。本论文基于40nm CMOS工艺,设计应用于无线局域网的2.4GHz功率放大器。功率放大器基于差分共源共栅架构,包括放大电路、输入匹配网络、片上巴伦和偏置电路四个部分。放大电路采用多栅晶体管（Multiple Gated Transistors,MGTR）结构,由主放大器和辅助放大器组成,主放大器偏置在AB类,辅助放大器偏置在C类,以实现三阶非线性的抵消,提高线性度。偏置电路采用电阻与晶体管分压网络,以补偿工艺角的偏差对电路造成的影响。输入匹配网络采用LC匹配网络。采用片上巴伦完成输出阻抗变换,同时实现了差分到单端的转换。后仿真结果表明,当工作频段在2.4～2.4835GHz,电源电压为3.3V时,输入匹配度S11为-11.17d B,输出1d B压缩点为23.27d Bm,饱和输出功率为28.54d Bm,功率增益达到20.06d B,最大功率附加效率为38.93%。本论文各项指标均满足设计要求。经流片验证后,可以应用在2.4GHz WLAN收发系统芯片中。
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