LDMOS器件优化与高功率附加效率的PA研究

发布时间：2022-09-29 18:23

　　随着5G技术发展进程的加快,射频功率放大器的需求日益增加。在射频功率放大器中被普遍应用的LDMOS器件,其性能直接影响了射频功率放大器的性能指标。高功率附加效率的射频功率放大器意味着系统可以更有效的实现功率放大。在输入功率较大的条件下,功率放大器的效率与晶体管的非线性效应相关,为此我们创造性的提出了通过优化器件结构实现功率放大器功率附加效率提升的方法,并以合作单位提供的功率器件为依托进行了一系列相关的实验测试,主要的研究工作有:首先,由于课题的研究中心是基于LDMOS器件结构优化提升功率放大器功率附加效率。为了更好的实现LDMOS器件在射频电路仿真环境中的应用,参照器件的实际测试数据,利用器件等效电学特性建模的方法在射频电路仿真环境中完成建模。通过使用电路仿真软件ADS进行射频功率放大器的搭建和仿真。其次,结合晶体管直流特性的数学模型,利用理论公式推导的形式,主要研究了器件的直流、交流特性的改变对放大器的效率的影响。具体研究器件静态偏置点变化对功率放大器工作状态、效率相关指标的影响以及器件的非线性直流特性对放大器功率增益的影响。通过公式推导发现,晶体管偏置点附近的跨导以及小信号增益对放... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 国内外研究动态
    1.3 本论文主要研究内容
第二章 RF LDMOS晶体管模型研究
    2.1 RF LDMOS器件结构及其等效模型
    2.2 RF LDMOS晶体管小信号等效模型
        2.2.1 小信号S参数
        2.2.2 小信号等效模型的搭建与校准
    2.3 RF LDMOS非线性直流电流模型
    2.4 RF LDMOS晶体管模型仿真
    2.5 本章小结
第三章 影响PA效率的器件因素分析
    3.1 功率放大器基本技术指标
    3.2 PA的小信号工作模式研究
        3.2.1 导通角与效率
        3.2.2 静态偏置点研究
    3.3 PA的大信号工作模式研究
        3.3.1 LDMOS非线性特性研究
        3.3.2 LDMOS直流特性对效率的影响
    3.4 本章小结
第四章 射频功放的性能测试分析
    4.1 RF LDMOS产品器件结构
    4.2 RF LDMOS功率晶体管测试
        4.2.1 小信号S参数测试板的设计
        4.2.2 直流输出特性测试
    4.3 LDMOS射频功率放大器测试
        4.3.1 功率放大器测试结果分析
    4.4 本章小结
第五章 基于器件优化提升功率附加效率
    5.1 RF LDMOS结构优化思路
    5.2 RF LDMOS器件仿真优化
        5.2.1 TCAD小信号S参数拟合
        5.2.2 RF LDMOS器件参数优化
    5.3 功率附加效率的提升
    5.4 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]5G基站:PA数倍增长GaN大有可为[J].   半导体信息. 2019(03)
[2]5G基站:PA数倍增长GaN大有可为[J].   半导体信息. 2019 (03)
[3]RF LDMOS功率晶体管及其应用[J]. 云振新,戴洪波.  半导体情报. 2001(03)

硕士论文
[1]沟道和漂移区正应变的LDMOS器件制作方案和优化[D]. 张易.电子科技大学 2016



本文编号：3683086