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集成温度与功率检测的砷化镓超宽带功率放大器设计OA

Design of a GaAs ultra-wideband power amplifier with integrated temperature and power sensing

中文摘要英文摘要

基于0.15 μm-GaAs pHEMT设计并实现了一种面向大功率、超宽带应用的集成温度与功率检测的分布式砷化镓功率放大器.该放大器由分布式功率放大器、温度检测单元、差分功率检测单元组成.分布式功率放大器采用Cas-code结构,大幅提高了输出功率.所提出的温度检测单元采用多点阵列测温机制,可通过外置编码器选择不同的测温节点,差分功率检测单元由 Vdet和 Vref引脚测得,可有效抑制温度变化对功率检测精度的影响.DPA仿真结果表明,在Vgs=-0.3 V工作状态下可实现DC~28 GHz的工作带宽,输出功率提升至 30 dBm,功率附加效率达到15%,增益平坦度优于±1 dB.小信号仿真结果表明,在工作带宽下,输入回波损耗、输出回波损耗均优于-10 dB.该芯片的整体版图面积为3.8 mm×1.5 mm.

This work presents the design and implementation of a distributed gallium arsenide power amplifier with integrated tempera-ture and power sensing for high-power ultra-wideband applications,based on a 0.15 μm-GaAs pHEMT process.The proposed amplifier consists of a distributed power amplifier,a temperature sensing unit,and a differential power detection unit.The distributed power am-plifier adopts a cascode architecture,which significantly enhances the output power.The proposed temperature sensing unit employs a multi-point array-based temperature measurement scheme,in which different temperature sensing nodes can be selected through an ex-ternal encoder.The differential power detection unit outputs detection voltages through the Vdet and Vref pins,effectively suppressing the influence of temperature variations on power detection accuracy.Simulation results indicate that,under the operating condition of Vgs=-0.3 V,the DPA achieves an operating bandwidth from DC to 28 GHz,with the output power increased to 30 dBm,a power-added efficiency of 15%,and a gain flatness better than±1 dB.Small-signal simulation results demonstrate that,over the operating bandwidth,both the input return loss and output return loss are better than-10 dB.The overall chip layout area is 3.8 mm×1.5 mm.

张舜尧;武一;杨帆;左玉多;王伟;郭艳菊;王浩轩;宋继元

河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401||河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401||河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401||河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401||河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401||河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401||河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401||河北工业大学 创新研究院(石家庄),石家庄 050299

信息技术与安全科学

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