应用于WLAN,的GaAs,HBT,功率放大器设计
傅海鹏 ，寇宁
（天津大学 微电子学院，天津 300072）
近年来，随着无线通信数据速率的加速增长以及语音、视频等多媒体数据的数据总量不断增加，无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN）等室内无线通信系统已被广泛应用于移动电话、平板电脑和笔记本电脑等便携式设备上［1-2］.WLAN 是一种采用分布式无线电广播ISM 频段，将一个区域里面两个及以上支持无线协议的设备连接起来的数据传输系统.目前较常见的WLAN 使用的是IEEE 802.11ac（Wi-Fi 5）标准.为了满足更复杂的无线通信场景以及日益增长的数据传输量，IEEE 802.11 标准一直在不断发展［3］.最新一代IEEE 802.11ax（Wi-Fi 6）标准引入了更高的调制阶数（1024QAM）、更窄的子载波间隔、上下行OFDMA 技术，以及上下行MU-MIMO 技术等［4-5］.拓展的带宽以及更复杂的调制方式对收发机系统中的PA 提出了更严格的要求，包括高线性度、高输出功率、高增益、高效率，以及紧凑的面积等［6-8］.
由于多媒体技术对信号高速无线传输的要求，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multi⁃plexing，OFDM）技术正越来越流行.采用OFDM 调制方式的信号具有很高的峰值平均功率比（Peak to Av⁃erage Power Ratio，PAPR）［9］.为了避免信号进入PA的非线性区域而导致的信号非线性失真，高 PAPR 要求PA 提供比实际使用的平均输出功率更高的最大输出功率，以满足误差矢量幅度（Error Vector Magni⁃tude，EVM）的要求.因此，PA 不可避免地工作在功率回退区域，从而导致效率下降［10］.
在PA 偏置电路的选择上，使用有源偏置可以提升PA 的大信号性能.文献［11-12］采用的自适应偏置电路是对有源偏置电路的改进，但未在偏置电路与射频通路间进行处理，使得射频信号在大信号情况下泄漏至偏置电路中.文献［13］采用自适应线性化偏置电路提升PA 线性度，但是该偏置精度易受电阻工艺偏差的影响.
与CMOS 工艺相比，InGaP/GaAs 异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，HBT）工艺具有较高的功率密度、良好的线性度和高增益［14］，是实现高线性度与高功率PA的很好的选择.
针对上述问题，提出了一种基于GaAs HBT 工艺的功率放大器.采用三级放大器级联的结构达到较高的增益，采用电流镜有源偏置以提升PA 在大信号情况下的功率、效率以及线性度表现.仿真结果表明PA 实现了较高的增益、...
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