- 文献综述（或调研报告）：
无线通信过程中，功率放大器作为收发机的端点部件，具有十分重要的作用和地位。功率放大器作为整个收发机中功耗最高的部件，其工作的效率直接影响到整个系统的工作效率。同时，随着现代调制技术的发展，调制后的射频信号往往是非恒定包络、高峰均比的，在信号放大的过程中容易造成失真，这就要求功率放大器具有良好的线性度，能够在较大的动态范围内无失真地发大信号。
传统的射频功率放大器是由分立元件构成的，随着集成电路技术的发展，射频功率放大器也向着集成的方向发展。在CMOS工艺下，已经完成了许多种射频功率放大器的设计与制造。同时，射频功率放大器还需要考虑带宽、增益、增益平坦度等性能，以达到现代无线通信的要求。传统功率放大器的结构主要分为行波放大器（分布式放大器）、级联式放大器、电阻反馈式放大器和共栅放大器等。为了进一步提升射频功率放大器的性能，一些新的技术被提出不如电流复用技术，级间变压器技术、后线性化技术等。
文献[1]中提出了一种传统的分布式放大器，工作在3-12GHz，得到10.46dB的增益，带宽内增益平坦度为1dB，输出1dB压缩点为7.5dBm。分布式放大器使用元件数量多，占用面积大，功耗大，成本高。由于目前电路集成化方向的发展，分布式放大器的发展会因为其占用面积过大而受到一定限制。文献[2]中提出的级联式功率放大器得到3.1-10.6GHz的带宽，最大增益为11.48dB，增益平坦度为0.6dB，输出1dB压缩点为5dBm。级联式放大器可获得较宽的频带、相对平坦的功率增益，相较于分布式放大器，使用元件数量大幅度减少。功率放大器主要的性能之一是效率，级联式放大器由于需要给每一级都提供驱动电流，因此功耗会比较高，若不采取其他技术，效率会受到很大影响。
放大器的带宽性能也是很重要的，通过引入外部反馈的方法，可使射频放大器工作在很宽的工作频率范围内。并且采用电阻负反馈结构的宽带放大器所需元件数目少，结构简单，成本低。Hamed Mosalam 、A. Allam等在文献[3]中提出一种高效、小群延时变化的功率放大器。所提出的放大器由一个具有并联RC反馈的电流重用驱动级、级间阻抗变换级和CS功率级组成。其中第一级使用的电流重用技术，并且利用并联RC拓扑改进了输入匹配。该PA工作在3-10.6GHz，得到11.50.8dBG的增益，在7GHz的工作频点上，PAE为26%，输出1dB压缩点为9dBm。
电流复用技术核心思想是让多个增益级电路或者器件共用一路偏置电流，不增加电流，增益得到叠加，同时降低了功耗。低频时类似于cascode结构，而高频时类似于进行两次CS结构，这与传统的用牺牲功耗性能为代价来换取增益的做法完全不同，电流复用技术避免了功耗的浪费。文献[4]同样采用电流复用技术，设计了一种CG放大器，CG结构可以获得良好的输入匹配。该PA工作与3.1-7.5GHz，获得11.4dB的增益，带内增益波动小于0.8dB，输出1dB压缩点为0.5dBm，得到38.5%的PAE。
文献[5]中的功率放大器采用变压器技术，能够得到较好的宽带匹配，且功率增益及效率都较好。该文献中报道的PA工作频率覆盖8-18GHz，获得22.51.2dB的增益，具有良好的线性度，输出1dB压缩点为13.2dBm，且拥有31%的PAE。
文献[6]中提出的6-10.6GHz功率放大器采用栅（CG）放大器作为宽带匹配的输入级，采用电流重用技术，节省了功耗，提高了高频增益。 采用分流峰值电感来提高增益平坦度，增加电路的总带宽。该PA在1.08um CMOS工艺下呗制造，测量结果表明，在1.5V工作电压下得到11dB的平均增益，输入输出1dB压缩点分别为-11dBm和0dBm。大多数报道的宽带PA都是作为共源（CS）或cascode拓扑实现的，每个源都提供可接受的增益和输入匹配，同时耗散相当低的功率。然而，CS需要良好的输入匹配，可以通过在输入端利用LC输入网络或带通滤波器来实现，这需要两个以上的电感。相比之下，CG拓扑在输入端只采用一个电感。此外，这种结构也很容易通过将1/gm设置为50Omega;来获得输入匹配，其中gm是输入晶体管的跨导。因此，与CS放大器相比，CG拓扑具有更好的宽带输入匹配性能。此外，CG拓扑具有良好的输入输出隔离特性和更好的静电放电（ESD）保护。
文献[7]中的宽带PA采用共栅放大器进行宽带输入匹配，共源放大器采用RC并联反馈和电感源退化（源极负反馈）来获得高平坦增益，良好的线性和小的芯片面积，且采用具有良好的输出匹配的源极跟踪器作为输出缓冲器。该PA工作在3.0-6.2GHz频段，在1.8V工作电压下，得到了110.6dB的增益。在4GHz处的输入1dB压缩点为-14.6dBm。输出功率为14mW。文献[9]进行放大器总体设计时 ,采用分级设计研制,再进行级联的设计方法。采用GaAs工艺制造，对放大器的主要性能进行了测试，工作频率8～12GHz,1dB压缩点输出功率为27dBm，增益为25dBm,增益平坦度为plusmn;0.5dB。
现代通信系统采用了更加复杂的高频谱效率的调制方式，如正交分频复用（OFDM）或正交相移键控（QPSK）和正交幅度调制（QAM）等相移键控和幅移键控相结合的调制方式[10]，这对无线通信系统核心部件之一的功率放大器的带宽、线性度、效率等性能指标提出了更高的要求。通过对国内外文献的调研可以发现，针对功率放大器的研宄主要集中于效率增强技术和线性度的提高，通常的设计都是在特定的工艺条件下，根据系统对线性度的要求选择适当结构的功率放大器，然后在保证其线性度的基础上，尽可能地去提高它的效率。现阶段功率放大器从工作状态来分,可分为线性功率放大器和开关类功率放大器,线性功率放大器晶体管工作在饱和区,线性度较高,但是效率相对于开关类较差。目前用于提升功率放大器线性化的技术有很多，如功率回退法、反馈法、预失真技术、前馈法等[10]。需要注意的是，这些线性化技术是通过外部电路系统用来对已有PA的输出进行线性调整。本课题中所提线性是指功率放大器本身的性质，是否能够将以上技术集成到PA内部值得思考。
参考文献
