1. 研究目的与意义
随着现代电子技术的不断发展，集成电路被广泛应用于各类电子电路中。随着近十几年来半导体技术的进步，功率放大电路也得到了飞速的发展和应用。功率放大器是射频发射机中的关键模块之一，它的性能与通信系统质量密切相关，因此 研制射频集成功率放大器对移动通信具有重要的意义。
功放所用的有源器件主要是晶体管(双极型或场效应晶体管），在工作频率很高或要求输出功率很大等场合,也使用电子管(包括大功率发射电子管）；在微波段使用行波管。功放按其有源器件的工作点不同可分为甲（a)类、甲乙（ab)类、乙（b)类、丙(c)类和丁（d)类等。功放常应用于广播、通信发射机的输出级、音响系统的输出级以及控制系统驱动执行机构的放大器等。应用场合不同,性能要求不同，电路的构成与工作类型也不同。常用的有线性功放、谐振功放、宽带功放电路等。为提高输出功率，可采用功率合成技术。
电热耦合效应是指随着工作温度的提高，亚阈值漏电流会显著增加。由于亚阈值漏电流是漏电流功耗的主要成分，因此工作温度的提高会造成漏电流功耗的明显增加。在一定条件下，由于电热耦合效应，过高的温度会增大漏电流功耗，而增大的功耗又会进一步提升工作温度，这样就形成温度与漏电流功耗之间的正反馈，最后使工作温度失控。由于电热耦合效应对于功耗与温度都有影响，所以在功耗分析与3d热分析中，必须对电热耦合效应加以考虑。因此, 有必要对集成电路进行电热耦合模拟, 以验证电路的性能和可靠性要 求, 并在电路和版图设计时进行优化。
2. 研究内容和预期目标
随着集成度的提高，芯片的功率密度越来越大，从而产生的高温影响越来越明显，而工作温度发生变化时，其电特性亦跟随变化，设计性能优异的放大器芯片需要精确的器件模型。本课题拟通过对功率放大器热效应的理论研究学习，研究在电路发热之后不同的功率输出、不同的环境温度下的放大特性，建立准确的电热耦合模型。仿真采用eda软件设计结构获取温度，在电路模拟awr中植入温度，获取放大器输出性能变化特征，验证热电耦合特性。利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。
在一个集成电路中存在着两个子系统: 电学子系统和热学子系统。电学子系统由电学元件, 如晶体管、电阻等联结构成; 热学子系统由芯片本身及其封装构成。两个系统相互耦合: 电学元件的功耗作为热学网络的热源, 而热学网络中不同温度值作为参数会影响电学系统中元器件及其性能。集成电路在没有外部热源的情况下, 由电压、电流作用产生的功耗使得芯片本身温度升高。温度升高一方面会导致电流下降、电路延时增加, 影响电路性能, 另一方面会造成电路可靠性的下降。因此, 为保证电路性能和可靠性的要求, 有必要对集成电路进行电热耦合模拟。电热耦合模拟, 就是在考虑电路自热效应的情况下, 模拟电路自身功耗造成的工作温度升高和在该温度下的电路性能。国际上自70年代起就有这方面
的研究,主要有耦合法和解耦法两种模拟方法:耦合法是将热的问题映射到电学方程中, 并且由模拟器同时求解热学、电学子系统; 解耦法认为电学子系统和热学子系统相对独立, 由热学模拟器和电学模拟器分别模拟这两个子系统, 将计算结果迭代直至满足收敛条件。
在本次研究中需要分析、总结功率放大器的性能指标，了解放大器的热源产生与转化机制原理，并进行建模方案设计，建立热电耦合模型，进行功率放大器的仿真验证。
3. 研究的方法与步骤
1.首先查阅课题相关的资料，对资料进行整理和研究，结合实际需要提出设计方案。
2.设计方案包括：
(1) 确定的设计思路。
4. 参考文献
[1]陈星弼，张庆中. 晶体管原理与设计[m].电子工业出版社, 2006.
[2]刘恩科，朱秉升，罗晋生等. 半导体物理学[m].西安交通大学出版社，2005.
[3]康华光，陈大钦，张林. 电子技术基础[m].高等教育出版社，第五版，2005.
[4]silvaco, inc. atlas user’s manual-device simulation software [m].
5. 计划与进度安排
(1)2016.2.29-2016.3.6查阅资料，熟悉课题；
(2)2016.3.7-2016.3.13 初步完成外文翻译和开题报告；
(3)2016.3.14-2016.3.20 资料收集并提交实习报告；
