陈建强 林少鑫 章国豪

0 引言

移动终端设备日渐广泛使用，2.5～2.7 GHz作为时分双工-长期演进(Time Division Duplexing-Long Term Evolution,LTE-TDD)的主力频段[1]，研究提升该频段射频前端芯片性能方法的重要性不言而喻.作为无线收发系统中的核心模块，射频功率放大器在无线通信领域起着不可替代的作用.射频功率放大器位于发射链路的末端，与天线相连接[2].在射频前端芯片中，射频功率放大器属于非线性失真最大、消耗能量和产生热量最多的器件.伴随着信息技术和半导体技术的更新换代，系统对功率放大器所提出的性能要求越来越高，高效率、高线性度已经成为射频功率放大器发展的一种趋势[3-5].

2010年，Rasmi等[6]基于砷化镓(GaAs)工艺设计一款功率放大器，该功放在2.4 GHz频率时实现9.83 dB的增益，在输出功率等于14.83 dBm时功率附加效率大于11.73%.2017年，魏碧华等[7]基于GaAs增强型赝配高电子迁移率晶体管(Enhancement mode Pseudomorphic High Electronic Mobility Transistors,E-PHEMT)工艺，设计了一款应用于第五代通信和点对点传输的高性能线性功率放大器，在9～15 GHz频率内可以实现大于20 dB的小信号增益，1 dB压缩点的输出功率不小于27 dBm，以及实现不小于35%的功率附加效率.2020年，毛小庆等[8]基于GaAs PHEMT工艺，设计了一款工作在1.94～2.82 GHz频带内的高效率功率放大器，实现频带内输出功率为30.29～32.07 dBm，对应功率附加效率为30%～41.9%，小信号增益峰值为31.97 dB.

依据现代无线通信标准下所规定达到的性能指标要求，本文采用线性度好、功率密度高的InGaP/GaAs异质结双极晶体管(Hetero-junction Bipolar Transistor,HBT)工艺[9-12]设计一款工作频段为2.5～2.7 GHz的三级射频功率放大器.本设计以三级放大器结构实现了37.6 dB的……