什么是功率放大器？
功率放大器(PA)，俗称“放大器”，是音频系统中最基本的设备。它的任务是将信号源(或专业音响系统中的混音器)发出的微弱电信号放大，驱动扬声器发出声音。
手机功率放大器的特性要求
GSM/GPRS四频手机根据ETSI/3GPP通信标准传输信号，因此功率放大器的特性必须满足以下要求。
一般来说，PA的输出功率电平在GSM850MHz/900MHz频段分为5(33dBm)~19(5dBm)等15个功率电平，在DCS1800MHz/PCS1900MHz频段分为0(30dBm)~15(0dBm)等16个功率电平。利用移动电话和相邻基站之间的距离以及移动电话接收的质量，
由于GSM/GPRS通信系统是时分多址系统，信号发射(上行)和信号接收(下行)不是同时发生的，而PA主要负责向基站发射手机信号，其PA功率操作响应时间必须符合ETSI/3GPP通信标准的规范，如图1所示。有三个时区：( a)28美国；( b)542.8美国；( c)28美国。在区域(a)中，当手机要向基站发射信号时，PA必须在28us内做好功率提升的准备，使PA的输出功率保持在一个稳定的固定值，从而开始真正的手机信号发射，这就是区域(b)。区域(c)中的功率下降必须在28us内完成，即应关闭PAPERW以节省电池电流消耗，同时应进入接收模式(接收基站信号)。此外，有两点值得一提：
(1)在区域(a)和(c)中，PA的反应速度应该足够快，以使PA可以在28us内分别达到全功率输出和无功率输出，并且其功率输出斜升或斜降也必须足够快，以实现平滑的功率上升和下降曲线，否则将很容易。
(2)在区域(b)中，PA的输出功率必须保持非常稳定，功率变化范围在1dB以内，否则手机要发射的信号由于PA本身的功率不稳定，容易被PA调制，从而产生调制频谱噪声，这会大大提高手机本身在通话过程中的BER(Bit-error-rate ),使通话质量变差。
图1 pa的输出功率与时间关系图
由于手机到基站的最远距离约为35公里，PA的输出功率约为30~35dBm，PA需要较大的供电电流，可高达1.6 ~ 2年，PA的输出效率约为50%，加上PA的占空比。
周期)将达到50%。
(4个时隙)，所以PA模块会在IC本身产生大量的热量，所以一定要很好的冷却，否则PA很容易因为过热而损坏。
因为手机本身经常在相当恶劣的环境下使用，比如高速行驶、恶劣的气候环境等。手机本身的接收灵敏度很高，同时PA所需的输出功率也比较高，所以对PA工作时产生的接收频段噪声功率等特性的要求会更严格。
在正常工作模式下，一般手机PA的输出端看到的阻抗是50负载，但是当手机用户不正确地使用手机时，比如握住天线，甚至拔掉天线，PA负载阻抗就会完全偏离正常工作的50负载，这就是所谓的PA失配。在这种情况下，如果PA功率无法送出，更多的热量会散在IC上，容易导致PA烧坏。另外，由于PA本身是大功率器件，除了输出功率外，还会产生大量的热噪声，所以PA本身会有很大的稳定性问题。如果再次出现不匹配，就容易导致PA振荡，从而产生其他频率的噪声，影响手机系统的其他用户。因此，PA设计本身必须保证PA在失配条件下不会振荡和烧坏。
如前所述，PA是大功率器件，其输出功率是由微带传输线阻抗匹配的，所以射频信号很容易通过介质耦合和空气辐射到PA的外围手机通信电路，甚至影响到邻近的手机用户。最典型的例子就是信号耦合到PLL中的VCO，容易造成VCO的频移，极大的影响手机本身的通话质量，所以PA设计本身的屏幕缺陷和隔离度就是一个具有挑战性的课题。
PA的技术与操作近年来，由于IC输出阻抗匹配电路的Q值较差，大多采用多芯片模块(MCU)的结构，如图2所示。
图2功率放大器功能框图
根据功能，它包括以下三个部分：
50输入/输出匹配电路：用于与压控振荡器和开关等外围电路进行适当的阻抗匹配和功率传输。
CMOS功率控制IC:该IC可以说是PA模块的核心，其功能包括：提供HBT IC DC偏置、GSM和DCS频段之间的频段选择、温度补偿、自功率测量(保证PA的输出功率为基站要求值)、输出功率调整(不同输出功率电平调制)、功率开关(在发射和接收之间切换)和保护。
GSM/DCS HBT PA IC:这个HBT PA IC的主要功能是放大射频信号的功率。目前手机PA是采用砷化镓工艺的异质结双数晶体管(GaAs)。
异质结双足晶体管。在应用中，PA必须配备控制环路，以使其操作完全符合E-GSM/DCS/PCS的标准，如图3所示。
图3功率控制回路
使用时，向基带发送一个VDAC值，设置PA需要发射的功率值，然后利用传感肖特基二极管测量PA的输出功率，将测量值与VDAC值进行比较，得到误差电流，由积分器Cin积分，确定VC的输出电压，然后利用VC的电压值调整PA的放大功率， 从而形成稳定的控制环路系统，保证PA的输出功率是基带设定的功率值。
