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2.4 GHz GaAs HBT高线性度功率放大器设计

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浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1524-1532页

作者：张松傅海鹏天津大学微电子学院天津300072

为了满足Wi-Fi 6射频前端对高线性度、高发射功率的需求,基于GaAs HBT工艺设计工作于2.4~2.5 GHz的功率放大器.利用有源自适应偏置、二次谐波阻抗控制和多级放大器失真互补实现所设计放大器的高线性输出功率,通过键合金线的高品质因子... 详细信息

为了满足Wi-Fi 6射频前端对高线性度、高发射功率的需求,基于GaAs HBT工艺设计工作于2.4~2.5 GHz的功率放大器.利用有源自适应偏置、二次谐波阻抗控制和多级放大器失真互补实现所设计放大器的高线性输出功率,通过键合金线的高品质因子寄生电感降低输出匹配的插损,并将直流与射频功率检测集成.测试结果表明,所设计放大器的小信号增益为30.6~30.7 dB,输入输出回波损耗均小于-10 dB,输出1 dB压缩功率为29.2 dBm,对应功率附加效率为26.4%.在802.11ax标准、MCS7调制策略、40 MHz带宽的测试信号下,当误差矢量幅度小于-30 dB时,所设计放大器的最大输出功率为24.1 dBm.在MCS9调制策略下,当误差矢量幅度小于-35 dB时,所设计放大器的最大输出功率为23.6 dBm;在MCS11调制策略下,当误差矢量幅度小于-40 dB时,所设计放大器的最大输出功率为22.4 dBm,对应最大功率附加效率为10.2%.

关键词：功率放大器砷化镓高线性度误差矢量幅度二次谐波阻抗

应用于WLAN的GaAs HBT功率放大器设计

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第2期50卷 122-128页

作者：傅海鹏寇宁天津大学微电子学院天津300072

提出了一款基于GaAs HBT工艺的高功率功率放大器(Power Amplifier,PA).设计采用三级放大器级联的结构以提高功率放大器的功率增益,在功率晶体管的基极处串联RC有耗稳定网络来提高稳定性及改善增益平坦度,采用电流镜有源偏置的方式提升... 详细信息

提出了一款基于GaAs HBT工艺的高功率功率放大器(Power Amplifier,PA).设计采用三级放大器级联的结构以提高功率放大器的功率增益,在功率晶体管的基极处串联RC有耗稳定网络来提高稳定性及改善增益平坦度,采用电流镜有源偏置的方式提升大信号输出时的功率、效率及线性度表现,同时在输出级放大器处添加功率检测电路以得到随输出功率变化的直流电压信号.EM仿真结果表明:PA的输出频率范围为5.1~6.5 GHz,增益为33~33.7dB,S11、S22<-9.8 dB,饱和输出功率为32.8~34.9 dBm,峰值效率为38.7%~42%,在满足无线局域网标准802.11ax、调制策略为MCS7的情况下,EVM达到-30 dB时输出功率为20~21 dBm,芯片面积为1.69 mm×0.73 mm.测试结果表明:S参数测试结果与仿真结果表现出较好的一致性,PA在满足前述无线局域网标准时输出功率为13.6~19.8 dBm.

关键词：功率放大器线性度异质结双极晶体管(HBT)

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高功率太赫兹基波压控振荡器设计

湖南大学学报（自然科学版） 2021年第10期48卷 145-151页

作者：傅海鹏孙辉天津大学微电子学院天津300072

基于55 nm CMOS工艺提出了一款具有高输出功率的太赫兹基波压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO).设计采用堆叠结构来克服单个晶体管供电电压受限导致输出摆幅较低的问题来有效提高了输出功率.依据单边化技术在核心晶体管的... 详细信息

基于55 nm CMOS工艺提出了一款具有高输出功率的太赫兹基波压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO).设计采用堆叠结构来克服单个晶体管供电电压受限导致输出摆幅较低的问题来有效提高了输出功率.依据单边化技术在核心晶体管的栅漏之间嵌入自馈线来调整栅漏之间的相移和增益以最大化晶体管在期望频率下的可用增益,从而提高晶体管的功率输出潜力.提取版图寄生后的仿真结果表明:在2.4 V供电电压下,VCO的输出频率范围为200.5 GHz~204.4 GHz,电路峰值输出功率为3.25 dBm,在1 MHz的频偏处最优相位噪声为-98.7 dBc/Hz,最大效率为8.1%.包括焊盘在内的版图面积仅为0.18 mm^(2).此次工作实现了高输出功率并具有紧凑的面积,为高功率太赫兹频率基波VCO设计提供了一种设计思路.

关键词：太赫兹压控振荡器高功率高效率

基于GaAsHBT的C波段RLC负反馈功率放大器设计

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第8期51卷 101-108页

作者：傅海鹏姚攀辉天津大学微电子学院天津300072

提出了一款基于GaAs HBT C波段的线性负反馈功率放大器(power amplifier,PA).本设计采用三级共发射极(common emitter,CE)结构,使用两种不同的有源线性偏置来提升PA的线性度,同时使用RLC负反馈网络来提高稳定性和拓展工作带宽.针对传统... 详细信息

提出了一款基于GaAs HBT C波段的线性负反馈功率放大器(power amplifier,PA).本设计采用三级共发射极(common emitter,CE)结构,使用两种不同的有源线性偏置来提升PA的线性度,同时使用RLC负反馈网络来提高稳定性和拓展工作带宽.针对传统的负反馈网络结构PA的增益下降问题,RLC负反馈网络可以通过调整负反馈网络中的电感值来有效减小负反馈带来的增益下降的影响.测试结果表明:室温下,在5.1~7.4 GHz范围内,实现增益大于28 dB.在5.9~7.1 GHz的线性工作频段内,平均增益大约为29.5 dB,S11和S22均小于-10 dB;在满足无线局域网标准802.11a,采用20 MHz 64-QAM信号,EVM达到-30 dB的输出功率为18.9~22.5 dBm.在5.9~6.2 GHz时,饱和输出功率大于30 dBm,最大的附加功率效率大于35%.

关键词：功率放大器负反馈异质结双极晶体管(HBT)

基于SiGe BiCMOS的全集成射频功率放大器设计

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 104-110页

作者：傅海鹏项德才天津大学微电子学院天津300072

提出了一种基于SiGe BiCMOS工艺的适用于移动设备的紧凑全集成功率放大器.设计采用cascode驱动级与共发射极功率级级联以提高放大器的功率增益,片上集成CMOS电源以提供偏置电流,采用分布式的镇流电阻和具有热负反馈效果的偏置电路补偿... 详细信息

提出了一种基于SiGe BiCMOS工艺的适用于移动设备的紧凑全集成功率放大器.设计采用cascode驱动级与共发射极功率级级联以提高放大器的功率增益,片上集成CMOS电源以提供偏置电流,采用分布式的镇流电阻和具有热负反馈效果的偏置电路补偿结温以防止放大器在高温工作时失效,并且采用一种紧凑的电路级的热耦合模型对所提出的热稳定措施进行仿真验证.后仿结果表明:PA在3.3 V供电下、2.4~2.5 GHz的工作范围内输出增益为32.5 dB,S11&S22<-10 dB,1 dB压缩点处的输出功率为25.4 dBm,在25℃的环境温度下最高结温小于65℃(饱和).芯片面积仅为1.25×0.76 mm^(2).测试结果表明:在-45~85℃的工作环境下,可以在增益要求为26.5~32.9 dB的应用中正常工作.1 dB压缩点处的输出功率为24.3 dBm.采用20 MHz 64-QAM OFDM信号测试,DEVM达到-30 dB的输出功率为18.1 dBm.

关键词：功率放大器异质结双极晶体管锗硅工艺

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2.4 GHz频段射频前端高线性度SiGe低噪声放大器设计

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第10期50卷 77-83页

作者：傅海鹏史昕宇天津大学微电子学院天津300072

为满足高性能射频前端接收部分对高线性度的需求,基于SiGe BiCMOS工艺设计并实现了一款工作在2.4 GHz频段的高线性度低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA).该放大器采用Cascode结构在增益与噪声之间取得平衡,在Cascode结构输入和输出... 详细信息

为满足高性能射频前端接收部分对高线性度的需求,基于SiGe BiCMOS工艺设计并实现了一款工作在2.4 GHz频段的高线性度低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA).该放大器采用Cascode结构在增益与噪声之间取得平衡,在Cascode结构输入和输出间并联反馈电容,实现输入端噪声与增益的同时匹配.设计了一种改进的动态偏置有源电流镜以提升输入1 dB压缩点及输入三阶交调点的线性度指标.为满足应用需求,LNA与射频开关及电源模块集成组成低噪声射频前端接收芯片进行流片加工测试.测试结果表明:在工作频率2.4~2.5GHz内,整个接收芯片增益为14.6~15.2 dB,S_(11)、S_(11)<-9.8 dB,NF<2.1 dB,2.45 GHz输入1 dB压缩点为-2.7 dBm,输入三阶交调点为+12 dBm.芯片面积为1.23 mm×0.91 mm.该测试结果与仿真结果表现出较好的一致性,所设计的LNA展现出了较好的线性度表现.

关键词：低噪声放大器线性度射频前端芯片 BiCMOS工艺

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A monolithic RF transceiver for DC-OFDM UWB

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Journal of Semiconductors 2012年第2期33卷 87-95页

作者： Chen Yunfeng Li Wei fu haipeng Gap Ting Chen Danfeng Zhou Feng Cai Deyun Li Dan Niu Yangyang Zhou Hanchao Zhu Ning Li Ning Ren Junyan State Key Laboratory of ASIC&System Fudan UniversityShanghai 201203China Micro-/Nano-Electronics Science and Technology Innovation Platform Fudan UniversityShanghai 201203China

This paper presents a first monolithic RF transceiver for DC-OFDM UWB *** proposed direct-conversion transceiver integrates all the building blocks including two receiver（Rx） cores,two transmitter （Tx） cores and a dual-carrier frequency synthesizer（DC-FS） as well as a 3-wire serial peripheral interface（SPI） to set the operating status of the *** ESD-protected chip is fabricated by a TSMC 0.13-μm RF CMOS process with a die size of 4.5 x 3.6 *** measurement results show that the wideband Rx achieves an NF of 5-6.2 dB,a max gain of 76-84 dB with 64-dB variable gain,an in-/out-of-band IIP3 of-6/＋4 dBm and an input loss S11 of〈-10 in all *** Tx achieves an LOLRR/IMGRR of-34/-33 dBc,a typical OIP3 of＋6 dBm and a maximum output power of -5 *** DC-FS outputs two separate carriers simultaneously with an inter-band hopping time of〈1.2 *** full chip consumes a maximum current of 420 mA under a 1.2-V supply.

关键词： DC-OFDM UWB RF transceiver receiver transmitter synthesizer CMOS

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宽带高效率二倍频器的设计

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第5期55卷 504-511页

作者：傅海鹏郑玉学陆敏天津大学微电子学院天津300072 中兴通讯股份有限公司深圳518057 移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室深圳518057

针对共源二倍频器匹配电路版图面积较大和传统共基二倍频器变频增益低的问题,本文提出一种二次谐波短路的共基二倍频器电路.共基结构和共源结构相比输出电容较小使得匹配电路尺寸较小,同时在输入端引入二次谐波短路电路,有效提升了共基... 详细信息

针对共源二倍频器匹配电路版图面积较大和传统共基二倍频器变频增益低的问题,本文提出一种二次谐波短路的共基二倍频器电路.共基结构和共源结构相比输出电容较小使得匹配电路尺寸较小,同时在输入端引入二次谐波短路电路,有效提升了共基二倍频器的变频增益.该二倍频器由Push-push二倍频器电路和驱动放大器构成,其中前者用来产生二倍频信号,后者用来对二倍频信号进行放大输出以便驱动二倍频器的后一级电路.基于对晶体管偏置与二次谐波输出功率关系的研究,将晶体管偏置在AB类提升了输出功率和变频增益.输入端共模点接地减小了输入匹配的相位误差,提升了基波抑制和三次谐波抑制.驱动放大器采用共发射极放大器结构,输出匹配部分采用并联电阻变压器结构用于提升匹配带宽.测试结果表明,在输入功率为2 dBm的条件下,3 dB带宽绝对频率范围是13.8~23.2 GHz(相对带宽50.8%),基波抑制带内优于32 dB,功率附加效率达到19%(输出功率5.2 dBm,直流功耗16 mW).二倍频器芯片(核心区域,不含测试焊盘)面积仅为0.245 mm^(2).

关键词：二倍频器 Push-push 宽带高效率

A single-nucleotide substitution in the leucinerich-repeat-only gene CsLRR1 confers powdery mildew resistance in cucumber

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Plant Communications 2024年第3期5卷 9-12页

作者： Xuewen Xu Wei Wang Yujiao Du Ziyi Wang Xueli Liu Ming Tan Xiaojian Lin Jun Xu Congxi Cai Xiaohua Qi Qiang Xu Aimin Wei haipeng fu Shengli Du Sally A.Mackenzie Yuhui Wang Xuehao Chen Xiaodong Yang School of Horticulture and Landscape Architecture Yangzhou UniversityYangzhouJiangsu 225009China Joint International Research Laboratory of Agriculture and Agri-Product Safety the Ministry of Education of ChinaYangzhou UniversityYangzhouJiangsu 225009China Xuzhou Institute of Agricultural Sciences in Jiangsu Xuhuai District XuzhouJiangsu 221131China Tianjin Vegetable Research Center Vegetable Research Institute of Tianjin Kernel Agricultural Science&Technology Co.Ltd.Jinjing RoadTianjin 300384China State Key Laboratory of Vegetable Germplasm Innovation Tianjin 300381China Department of Biology The Pennsylvania State UniversityUniversity ParkPA 16802USA State Key Laboratory of Crop Genetics&Germplasm Enhancement and Utilization College of HorticultureNanjing Agricultural UniversityNanjingJiangsu 210095China

Dear Editor,A variant with single substitution in the LRR-only protein CsLRR1,which regulates cucumber resistance to powdery mildew through a salicylic-acid-mediated pathway,provides a major source of resistance for cucumber *** powdery mildew(PM),mainly caused by the biotrophic pathogen Podosphaera xanthii(synonym Podosphaera fusca),poses a serious threat to cucumber crops globally,leading to substantial reductions in fruit yield and quality(Martinez-Cruz et al.,2017).

关键词： cucumber breeding powdery mildew resistance LRR-only protein salicylic acid