基于MHVIC2115的射频功率放大器设计

　　0 引 言

　　各种无线通信系统的发展，如GSM，WCDMA，TD—SCDMA，WiMAX和Wi—Fi，大大加速了半导体器件和射频功率放大器的研究进程。射频功率 放大器在无线通信系统中起着至关重要的作用，它的设计好坏影响着整个系统的性能，因此，无线系统需要设计性能良好的放大器。不同的通信标准中，对放大器的 性能指标要求又不一样。欧洲WCDMA作为3G移动通信主流标准之一，所以对其放大器的研究设计具有很强的工程意义。很多器件厂商针对WCDMA标准，生 产出各自的射频功率管。本文采用飞思卡尔半导体公司的MH—VIC2115功率管对其放大器进行设计，利用Advanced Design System软件进行输出匹配电路仿真。

　　1 射频功率放大器设计

　　1.1MHVIC2115介绍

MHVIC2115作为宽带集成电路，用于基站功率放大器的设计。这个器件采用飞思卡尔最新高压LD—MOS技术，内部集成了三级放大模块。其工作频率为 1 600～2 600 MHz，而WCDMA的工作频段为2 110～2 170 MHz，能满足设计要求。MHVIC2115既可用于输出级放大器设计也适合驱动级设计。本文设计一个驱动级放大器，其增益大于30 dB，增益平坦度为±0.3 dB，P1dB为15W，工作电压为28 V。因为MHVIC2115为三级集成功率管，其栅极偏置有VGSl，VGS2，VGS3，如图1所示。

　　确定使用MHVIC2115器件后，必须对其输入输出进行匹配，满足一定的带宽、驻波比等要求。考虑到MHVIC2115内部集成了输入匹配电路，所以输入 端口直接接50Ω的微带线。而器件的输出端并没有匹配到50 Ω，需要设计相应的输出匹配电路用来完成器件输出端口与端接负载间的匹配。为了获得最大输出功率或效率，输出匹配电路把最佳负载匹配到50Ω。

　　1.2 MHVIC2115原理图

　　参考厂商的datasheet中的原理图，用Protel画出相应的原理图，如图2所示。

　　这里对参考设计进行了改进，厂商的参考资料中的栅极偏置VGSl，VGS2，VGS2使用不同的电源端口，而本文使用电位器来调节不同偏置电压，使用同一个 电源VGS。这对于测试来说是非常有利的，可以减少使用直流电压源的个数，方便调试。需要注意的是，Protel中微带线无法表示，这里只用普通的导线来代替。