基于MHVIC2115的射頻功率放大器設(shè)計(jì)

0 引 言
各種無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，如GSM，WCDMA，TD―SCDMA，WiMAX和Wi―Fi，大大加速了半導(dǎo)體器件和射頻功率放大器的研究進(jìn)程。射頻功率放大器在無線通信系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，它的設(shè)計(jì)好壞影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能，因此，無線系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)性能良好的放大器。不同的通信標(biāo)準(zhǔn)中，對放大器的性能指標(biāo)要求又不一樣。歐洲WCDMA作為3G移動(dòng)通信主流標(biāo)準(zhǔn)之一，所以對其放大器的研究設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的工程意義。很多器件廠商針對WCDMA標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)出各自的射頻功率管。本文采用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的MH―VIC2115功率管對其放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用Advanced Design System軟件進(jìn)行輸出匹配電路仿真。

1 射頻功率放大器設(shè)計(jì)
1．1 MHVIC2115介紹
MHVIC2115作為寬帶集成電路，用于基站功率放大器的設(shè)計(jì)。這個(gè)器件采用飛思卡爾最新高壓LD―MOS技術(shù)，內(nèi)部集成了三級(jí)放大模塊。其工作頻率為1 600～2 600 MHz，而WCDMA的工作頻段為2 110～2 170 MHz，能滿足設(shè)計(jì)要求。MHVIC2115既可用于輸出級(jí)放大器設(shè)計(jì)也適合驅(qū)動(dòng)級(jí)設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)級(jí)放大器，其增益大于30 dB，增益平坦度為±0．3 dB，P1dB為15W，工作電壓為28 V。因?yàn)镸HVIC2115為三級(jí)集成功率管，其柵極偏置有VGSl，VGS2，VGS3，如圖1所示。

確定使用MHVIC2115器件后，必須對其輸入輸出進(jìn)行匹配，滿足一定的帶寬、駐波比等要求?？紤]到MHVIC2115內(nèi)部集成了輸入匹配電路，所以輸入端口直接接50Ω的微帶線。而器件的輸出端并沒有匹配到50 Ω，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的輸出匹配電路用來完成器件輸出端口與端接負(fù)載間的匹配。為了獲得最大輸出功率或效率，輸出匹配電路把最佳負(fù)載匹配到50Ω。
1．2 MHVIC2115原理圖
參考廠商的datasheet中的原理圖，用Protel畫出相應(yīng)的原理圖，如圖2所示。