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射频CMOS课程设计.pdf
射频CMOS 课程设计 题目：2.45G 功率放大器设计报告 系 别：微电子与纳电子系 组 员 ：张 灏 2008211050 刘梦宇 2008211048 于 然 2008211054 2009 年 6 月 26 日 目 录 第1 章 设计要求 1 第2 章 设计过程与具体方案 3 2.1 实验设计过程 3 2.2 具体设计方案 5 2.2.1 实验整体电路图 5 2.2.2 Ropt 的确定和晶体管的选择 6 2.2.3 谐波短路网络设计 7 2.2.4 扼流圈电感及交流耦合电容的选取 9 2.2.5 Cascode 管的尺寸选取和驱动管的尺寸的再次选择 10 2.2.6 输入输出网络的选取 11 2.2.7 偏置电压电路的选取 13 2.2.8 ESD 电路 13 2.2.9 差分电路 14 2.2.10 电容电阻选择 14 第3 章 实验结果测试 15 3.1 设计的输出功率测试 15 3.2 设计的效率测试 16 3.3 设计的S 参数分析及稳定性分析 17 3.3.1 S 参数分析 17 3.3.2 Kf 及B1f 分析 18 3.3.3 VSWR 分析 19 3.4 瞬态分析 19 3.5 线性度分析 20 3.5.1 1dB 压缩点分析 20 3.5.2 三阶交调点（OIP3 ） 21 3.5.3 ACPR 分析 22 第4 章 总结23 4.1 设计总结 23 4.2 设计心得 23 参考文献24 IV 第1章 设计要求 ⑴ Rs=50ohm,Rload=50ohm,差分时均为100ohm； ⑵ 功率频率在2.45GHz ； ⑶ 使用180nm CMOS 工艺； ⑷ 电源电压VDD=1.8V ； 2 ⑸ |S21 | = 15 dB ，|S11| = -10 dB, |S22 | = -10 dB; ⑹ 最大输出功率Pmax=14dBm; ⑺ PAE 尽量大； ⑻ Vdrain3V; ⑼ 线性度要求符合802.11b 规范，OIP320dBm; ⑽ Rtot100Kohm,Ctot100pF. 第2章 设计过程与具体方案 2.1 实验设计过程 考虑到线性度和设计难度，实验初期选择的就是A 类功率放大器，导 通角360 度，放大晶体管正好偏置在刚好导通角360 度处，使得效率最大。 在实验初期考虑到S21 和Pmax 的要求，设计为两级放大器，第一级放大 信号幅度，第二级输出功率，驱动负载。两级放大器均未采用cascode 设计。 实验基本原理图如下： 图2.1 第一次设计原理图 在仿真测试后，发现Cgd 对于实验结果的影响很大，与手算结果有非常 大的出入，很难实现匹配，且输出波形不稳定，所以在这个结构上加以改进， 两级均采用cascode 管结构，消除密勒效应，这样虽然由于cascode 管的引 入增加了Vknee ，降低了输出摆幅，进而降低了效率，但是对于稳定性比较 好，所以通过折中选取了cascode 结构，原理图如下所示： 射频CMOS 课程设计报告 但是在仿真时发现，两级放大器单独进行测试时，均能达到要求，但是 连接后，第一级的输出就会出现下图所示驻波形，包络不再是恒定的，分析 可能是两级连接处出现了震荡或者是匹配问题，调试后没有得
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