射频功率放大器PA芯片选型

一、功率放大器选型
下图示例一个PA的核心参数：
从频率失真和非线性失真两个方面基本可以上述参数的含义及其作用。如频率范围、功率平坦度△S21等主要和频率失真有关，即不同频率信号所表现的增益和相位差值，以及该PA的适用频段。而输出功率、输出功率1dB压缩点则重点关注信号非线性程度，表明在满足调制信号EVM特性下的最大输出能力。相邻信道功率比ACPR、谐波参数说明了该PA的三阶互调干扰，对谐波抑制和频谱掩膜至关重要。
稳定性指PA在输出功率29dBm载波，负载驻波比为4:1情况下，0.1GHz-20GHz没有产生自激，并且所有非谐波频点频谱功率都小于一定值（CE认证标准）。
鲁棒性则表明PA的强壮能力，在输入功率达到一定值，并且负载失配严重的情况下，是否造成永久损坏。
上述两个参数都是PA设计安全性的保证。
二、常用PA芯片型号
WLAN的PA大部分是Skyworks、RichWave的产品，这两家公司在性价比上较优，PA的输出功率等级区分合理，可以满足不同的使用要求；并且设计相对简单，设计参考用例较多。
以11g 54Mbps速率模式作为衡量准则，上述PA可以简单分为高功率版本（>25dBm），中功率版本（>20dBm），低功率（≤20dBm）。选择功率放大器最重要的依据是功率放大器的输出功率能力，若PA的实际输出功率超出了规格参数，那么很容易造成信号线性度下降，EVM恶化，频谱超出掩膜，甚至芯片发热导致损坏；而PA的实际输出功率远低于规格，也使产品功耗增大，散热设计困难，成本上不合理。
除了输出能力的考虑外，PA的选择需要兼顾是否有内置匹配电路、是否需要外置参考电压源等因素，外部设计匹配电路会使设计难度加大，而需要外部参考电压的PA对无法提供该电压的主芯片方案来说是个挑战。
Skyworks的产品，2.4G频段PA使用的是SiGe工艺，其特点是不需要使用参考2.85V电压。不过该SiGe工艺效率较低。GaAs工艺是另一些PA的设计工艺，效率较高，但是需要用到2.85V参考电压源。
GaAs工艺相对于SiGe工艺的优势是效率高，所以移动终端产品以及电池供电产品的RFPA一般采用GaAs工艺。SiGe工艺成本较低，常用在对效率要求不高的网络产品上。Skyworks 5G频段PA目前使用的是GaAs工艺。