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集成电路是整个移动互联网产业的基础，各种集成电路构成了多种多样的通信终端。射频前端中的发射机把射频信号发射出去，射频开关与功率放大器是发射机中的关键模块，本文主要针对射频开关与功率放大器展开研究。本文对射频电路设计方法学进行了系统思考，对重要基础概念进行深入探讨，理解信号和器件在时域、频域和Smith圆图上的特性。推导了非50欧姆传输线在50欧姆Smith圆图上的匹配特性，引出了LTS投射法;研究了开关及功率放大器的重要技术，综述了射频开关在带宽、插入损耗、隔离度、速度、功率容量等方面的研究成果;综述了SiGe HBT射频功率放大器的研究成果，总结了功率放大器的关键设计技术;最后设计了两款开关芯片，两款功率放大器芯片，展望了开关与功率放大器的发展趋势。 本研究主要内容包括：⑴探讨了射频电路中的重要概念:时域、频域和Smith圆域，论述了两个不同阻抗的Smith圆图上的等反射系数圆的LTS(Load to Standard)投射，解释了功率放大器设计中的负载线匹配与共轭匹配是内在统一的;对射频开关设计和功率放大器的关键原理做了深度研究，指出Load-pull本质上是功率放大器在大信号条件下的共轭匹配，实际的50欧姆参考阻抗的Smith圆图中看到的等功率圆是以功率放大器最优负载为参考阻抗的Smith圆图上等反射系数圆的LTS投射。⑵基于稳懋0.5um GaAs pHEMT单片微波集成电路工艺，设计和研制了一款DC-6GHz的宽带SPDT（单刀双掷）开关芯片，利用键合线匹配提高射频开关的性能。在不影响射频隔离度的前提下，有效改善了开关的插入损耗与回波损耗。使用ADS(Advanced Design System)软件进行了仿真，并进行了流片制造与测试。在DC-6GHz频率范围内，插入损耗小于0.55dB，隔离度大于24dB，回波损耗大于12dB，在(-7.5V/7.5V)偏置电压下，此时射频开关的输入1dB压缩点为34dBm。⑶基于基于稳懋0.5um GaAs pHEMT单片微波集成电路工艺，提出了一种新型的4×2矩阵开关电路，在一块IC芯片上，同时集成了射频部分与逻辑解码器，并进行了QFN24封装。在芯片设计时，将芯片与封装进行了一体化优化设计，最后进行了流片制造并进行了测试。所设计的矩阵开关，在0.5GHz-3GHz频率范围内的插入损耗小于5.5dB，隔离度大于30dB，各端口在所有状态下，端口回波损耗大于10dB。在1.5GHz频率处测量了开关的1dB压缩点，当在状态1情况下，电路的输入1dB压缩点为25.6dBm，在状态2条件下，输入端口的1dB压缩点为26.1dBm。⑷基于华虹NEC0.18um SiGe HBT工艺，设计了一款LTE功率放大器，提出了一种新型的具有温度稳定性的自适应偏置电路，并结合负反馈提高功放线性。利用利用ADS和Cadence进行了联合仿真，流片制造并进行了测试。在2.5GHz工作频率下，功率放大器的小信号增益为27.3dB，此时的输入输出端口的回波损耗均大于15dB;1dB压缩点输出功率为28.2dBm，此时对应的PAE为29.3％。⑸基于华虹NEC0.18um SiGeBICMOS工艺，充分利用其CMOS与HBT的优势，提出了一款利用CMOS开关进行高低功率控制的Bypass Mode功率放大器芯片。在低功率模式下，显著提高了功率放大器的效率，从而提高了功率放大器的平均效率。⑹利用LTS投射解释功率放大器的等功率圆，有助于正确理解功率放大器的工作模式;提出的利用键合线拓展单刀双掷开关带宽的方法，可以用于芯片与封装的一体化优化设计;本文提出的具有两路同时选通功能的矩阵开关电路，可用于多路卫星通信;本文基于SiGe BiCMOS HBT工艺设计的高效率LTE功率放大器，是对低成本高集成度高性能功率放大器的一个探索;本文设计中采用的设计方法，对发射机的设计，对于集成电路设计，具有重要的借鉴意义。