功放芯片设计之匹配电路设计

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功放芯片设计之匹配电路设计

2022-03-27 15:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

通过之前文章的方法找到管子的最佳源阻抗及最佳负载阻抗之后,就可以进行阻抗匹配电路的设计了。

如图所示,用到的工具依然是圆图。

在ADS中通过点击原理图中的Tools→Smith Chart...

将最佳负载阻抗值的共轭(13-j*9)Ω输入之后,会在圆图上的相应位置显示出一个点,阻抗匹配的任务就是将这个点通过一定的路径匹配到圆图的中心。具体的圆图知识将会另用一篇文章细讲,本文就只讲方法。

工作带宽不同,路径也不同,带宽越宽,节数越多,一个串联电感和一个并联电容视为一节。本文以两节匹配为例,圆图上的路径确定之后,所使用的元件值也就确定了,如图,不过这时都是理想元件,电容只有容值,微带线只有电长度。

下一步工作就是要将这些理想元件替换成实际元件,替换的依据就是工艺规则,不同的工艺线有不同的规则,工艺规则对最小线宽,最大电容及微带线的载流能力都有具体的要求,遵循这些规则,能够避免几乎所有的工艺问题。

替换后的电路及仿真结果如图,初始时需要把频率高端做得好一些,原因后面会讲到。元件从PDK中进行选择,不仅有元件值,还有每个元件的物理尺寸。

加上偏置电路及仿真结果:

然后用同样的方式做输入端的匹配,理想元件值如图:

实际元件加上偏置电路后:

仿真结果如下:

整个电路图:

对元件进行优化后,得到以下结果,优化的具体做法将会用另一篇文章进行详细说明。

电路版图:

小信号仿真结果:

输出功率仿真结果:

效率仿真结果:

版图的仿真结果与原理图作对比,可见高端性能有所下降,这就是前面的设计要把高端做得比较好的原因。



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