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目前应用于移动终端的无线射频前端系统方案一般都是将不同频段的GaAs功率放大器、CMOS控制电路和GaAs或SOI CMOS射频开关通过多芯片封装技术封装在一起,从而满足以WCDMA、LTE为代表的第三代和第四代无线通信系统应用。这一切都增加了射频前端模块的成本和复杂度。因此,完全采用CMOS工艺设计的射频前端是当前研究热点。然而,由于CMOS器件的低耐压和较差的线性度,CMOS功率放大器的设计已成为CMOS射频前端设计的难点。另外,为了在有限通信带宽内获得更高的传输速率,现代通信系统使用了峰均比越来越高的非恒包络调制方式。使用高峰均比传输信号的通信系统对功率放大器的线性度指标提出了很高的要求,功率放大器不得不采用功率回退的手段来满足高线性度,从而导致了功率放大器的低效率。在众多技术方案中,包络跟踪技术由于较少的制约瓶颈而受到研究者的青睐。包络跟踪功率放大器采用前馈方案,其核心思想是使功率放大器的漏极电压跟随输出功率变化,使其在输出大功率时有高电源电压,输出小功率时有低电源电压,这样就避免了功率放大器上不必要的能量消耗。本文基于SOI CMOS工艺,对CMOS功率放大器和包络跟踪技术展开研究,探究了采用包络跟踪技术的全集成CMOS射频前端的可能性,设计了所提出的全集成CMOS射频前端的核心部件CMOS功率放大器和包络跟踪电源调制器芯片。本文的CMOS功率放大器是一个工作于2.3GHz LTE频段和2.4GHz WIFI频段的2级单端功率放大器,在设计上采用Stacked-FET结构提高耐压,采用偏置优化技术降低CMOS器件的AM-AM,采用电容中和技术降低CMOS器件的AM-PM失真。本文的电源调制器采用并联型结构从而折中效率和线性度。同时本文使用所设计的芯片结合测试仪器和软件,完成了包络跟踪功率放大器的系统平台的搭建。本文测试结果表明,在无需数字预失真的前提下,该CMOS包络跟踪功率放大器的输出功率和效率均能满足LTE通信指标。