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第三代移动通信标准的提出和应用,发展了结合音频、互联网和多媒体服务的新的无线技术并满足了人们持续增长的对数据或网络服务的需求。也因此对收发机的射频部分提出了新的要求——具有多频段工作的性能。本文首先阐述了射频功率放大器设计的基本要求,包括性能参数、匹配网络、稳定性和线性化;接着给出了各类功率放大器的基本设计原理,包括线性和非线性功率放大器的基本结构,并对各类功率放大器的各种性能进行了比较。重点研究了多频段功率放大器的输入匹配网络和输出匹配网络的结构:输入匹配网络中采用无源器件电容电感并联的结构,使其在高频下表现为容性,低频下表现为感性,从而实现在两个不同的频段都可以匹配到源阻抗50Ω;同时给出两种输出匹配网络,考虑到芯片面积,选择了其中一种实现高频下感性变换,低频下容性变换的输出匹配网络,并给出了输入输出匹配网络的详细的计算和分析过程,最终设计并实现了一个可以工作在多频段的两级共源放大的射频功率放大器。本设计采用中芯国际(SMIC)公司的射频0.18μm的CMOS工艺,使用射频集成电路仿真软件Cadence的Spectre RF对多频段功率放大器进行了仿真。得到的仿真结果表明,此多频段射频功率放大器有较好的稳定性和线性度,该功放在850MHz/900MHz频段上的功率增益为22.8dB,最大功率附加效率(PAE)为14.1%;在1.8GHz/1.9GHz频段上的功率增益为15.3dB,最大功率附加效率为13.6%。最后,使用Cadence公司的版图设计工具Virtuoso Layout Editor完成了双输出自偏置电路和多频段功率放大器的版图的设计,由于本设计将偏置电路和匹配电路都集成在片内,完整的版图面积为1.49mm×1.02mm,并通过了后仿真。