随着无线通信技术及雷达探测技术的快速发展,人们对于高性能无线通信系统以及雷达系统提出了更高的要求,同时随着半导体工艺的发展,电路也逐渐向小型化集成化发展,集成电路被大规模应用于各个领域中。射频收发机作为无线通信系统和雷达系统的核心模块,随着通信终端的便携化以及雷达的小型化,收发机也逐渐由板级向芯片级发展。功率放大器是发射机中最重要的模块,承担了主要的信号放大作用,而随着射频发射机的芯片化,功率放大器也随之采用芯片化的设计。新一代的三五族半导体工艺,以其更高的性能水平在半导体制程的纷争中取得了优势,但是其制造成本过高同时集成度较低是难以忽视的问题。作为最常用的半导体工艺,硅基CMOS工艺以其相对低廉的造价、更高的设计自由度和更为成熟的制造技术以及更精准的仿真模型,获得了更多的关注。因此在未来的射频功率放大器的设计中,硅基工艺仍然是一种主流的设计选择。本文的主要研究工作如下:1.基于片上集成变压器的放大器研究。通过对硅基片上集成变压器的建模与分析,建立了一种片上集成变压器的仿真及设计方法,有效降低了放大器匹配占用的芯片面积。同时分析了传统中和电容技术对于放大器稳定性的影响,通过使用MOSCAP的设计方式,避免了因工艺偏差导致放大器稳定性变差的情况。经过电磁仿真,结果显示该放大器具有较好的性能。2.基于片上集成式T型结合成网络的功率放大器研究。通过对传统板级多路功率放大器的合成方式进行分析和比较,提出了片上T型结合成网络的设计方法,有效缩减了芯片面积,并实现了较好的功率合成效果。结合提出的片上集成式变压器匹配,最终芯片实现了较好的性能。3.基于片上模拟预失真技术设计的超宽带功率合成放大器研究。通过对于传统预失真方法的比较,以及晶体管和放大器失真行为的分析,提出了一种相对简易的片上模拟预失真方法。同时在片上集成式变压器匹配的基础上,分析了变压器在超宽带匹配方面的作用及优势,并提出了一种放大器宽带匹配的设计思路,最终通过电磁仿真表明该芯片可以实现超过38.6%的相对带宽以及在宽带范围内较好的线性度和功率输出。