10W高线性802.11n功率放大芯片设计

，从而可以有效抑制器件的温升。

图3为3组功率单元的版图示意图。其中晶体管T1~T8的集电极与T9~T16集电极通过金属层2相连，其中金属层1与背孔C1、C2直接相连，而位于上层的金属层2与其正交放置，如区域AB所示。金属层1与2之间由于存在绝缘介质Si3N4，因而电气上并未直接连接，这与放大器中集电极的偏置方式一致。此外，由于采用正交方式，此种分流技术并没有增加版图面积，且金属层1与2的重叠面积最小，在优化散热路径的目标下最大程度减小耦合的寄生电容，从而对放大器射频性能的影响可以忽略。

5 芯片测试结果

该芯片采用2微米的GaAs HBT技术与10×10×1.1mm3的LGA封装。

图4是芯片评估板原理图，图5是评估板照片。芯片只有5个管脚，而且芯片所需要的外围电路非常简单。

芯片的频率特性测试结果如图6。在2.4GHz-2.5GHz频率范围内，芯片的回波损耗都在-20dB以下。在802.11n系统的工作频点，功放增益达到38dB。

芯片的饱和输出功率如图7。在2.4GHz频点上饱和输出功率达到41dBm，即12W。在2.4GHz-2.5GHz频率范围内，饱和输出功率都在10W以上。

芯片的功率附加效率随输出功率的变化如图8所示，芯片效率可以达到40%。

用信号源产生802.11n信号输入功率放大器测试板，使用Agilent频谱分析仪N9020A测量EVM。在2W输出时，EVM为-30dB，满足802.11n线性度要求。

6 结论

该芯片的输出功率可以达到12W，可以满足多数桥接设备的需求。同时在电路设计中采用了堆叠式功率放大器的功率匹配技术以及热分流设计，提高了整个功率放大器的性能。从评估板设计可以看出，使用该芯片非常简单。输入输出匹配均在片内集成，此外芯片内部还集成了ESD保护电路，大大提高了芯片的可靠性。

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本文来源于中国科技核心期刊《电子产品世界》2016年第3期第50页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。