应用于无线局域网的高线性射频功率放大器的研究与设计
HBT（GaAs）工艺
小信号模型
GaAs HBT的独特优势
- 高频性能：
GaAs的电子迁移率（约8500 cm²/(V·s)）远高于硅（约1500 cm²/(V·s)），适合毫米波（如5G、卫星通信）应用。 - 低噪声与高线性度：
异质结减少基区电阻，降低噪声系数（NF），适合低噪声放大器（LNA）和高线性功率放大器（PA）。 - 温度稳定性：
GaAs的宽禁带（1.42 eV）使其在高温下性能更稳定，适合高功率密度场景。
大信号模型
S参数（散射参数）
S参数的基本概念
S参数基于入射波和反射波的比值定义，适用于高频电路（频率 > 1 GHz），因为此时直接测量电压/电流困难，而波的概念更实用。
矩阵形式：对于双端口网络，S参数矩阵为：
其中，a1,a2 是入射波，b1,b2 是反射波。
各S参数的具体意义
S₁₁（输入反射系数）
物理意义
- 输入端口的阻抗匹配程度。
S₁₁=0表示完全匹配；S₁₁=-10 dB表示10%的入射功率被反射。
S₂₁（前向传输系数）
物理意义：
- 信号从端口1到端口2的增益或损耗。
S₂₁=0 dB表示无损耗；S₂₁=20 dB表示放大100倍
S₁₂（反向传输系数）
物理意义
- 信号从端口2到端口1的反向隔离度。
S₁₂=-30 dB表示反向泄漏功率为0.1%。
S₂₂（输出反射系数）
物理意义
- 输出端口的阻抗匹配程度。
S₂₂=-15 dB表示3.16%的功率被反射。
三级PA的问题
第三级放大器为输出级，主要负责提供足够的功率输出能力。
由于末级功放的输出电流很大，若品体管自身消耗的功率过高会很大程度降低功率放大器的整体效率，故将输出级功放的偏置点设置在深 AB 类，在兼顾线性度的同时获得较高的效率。
第二级功放主要作用是提供足够的功率去驱动输出级功放，同时兼顾一定的增益，故令第二级放大器的偏置点处于浅 AB 类工作状态以实现对线性度和效率的折中考虑。
第一级放大器为增益级，主要作用是为功率放大器整体提供较高的增益，不需要太高的输出功率，而第一级产生的非线性问题会被后面两级放大，会严重降低整体功率放大器的线性度，因此第一级放大器需工作在 A 类放大器工作状态，以获得良好的线性度。
输入匹配的电感由基板上的金属走线、连接基板和芯片的键合金线以及贴片电容共同实现。