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随着无线通信网络的不断发展，对通信速率的要求不断提高，新一代的5 GHzWiFi通信和LTE-Advanced通信标准都采用了更宽的信道带宽和更高的调制阶数，以满足通信速率的要求。而这些改变都对于收发机各个模块，尤其是功率放大器的线性度和宽信道响应性能提出了更高的要求。 本论文旨在研究应用于新一代无线通信系统的单片集成GaAs HBT功率放大器芯片，并针对5 GHz WiFi802.11ac通信标准和LTE-Advanced通信标准，对功率放大器芯片进行了设计验证，取得了如下研究成果: 1.鉴于在复杂的调制信号驱动下，采用HBT大信号模型无法准确模拟功放的输出响应特性，因此提出了一种先对power cell实际测试，再结合小信号模型进行仿真的设计方法。此方法能够针对不同的调制信号，实际测试得到满足条件要求的powercell发射极面积大小，以及对应的最佳负载阻抗值。再通过软件仿真实现各级powercell的级联和匹配设计，结合EM仿真等手段即可完成整体功率放大器的设计。 2.设计验证了一款应用于2.4 GHz WiFi通信的单片集成功率放大器芯片，采用power cell实际测试结合软件仿真的方法，成功完成了整体电路的设计，并结合实际测试结果详细分析了线性偏置电路、功率检测电路和ESD保护电路的基本原理和实际设计考虑。该功放工作频段覆盖2.4～2.5 GHz，小信号增益大于30 dB。在54Mbps、OFDM64QAM调制的802.11 g信号驱动下，Pout≥18.5 dBm@EVM=3％。整体设计满足实际应用需求，并已完成小批量量产。 3.针对5 GHz下的802.11acWiFi通信标准，设计验证了一款宽频带响应单片集成功率放大器芯片。采用本论文提出的设计方法，对不同发射极面积的power cell在5.15 GHz～5.85 GHz的频带内进行了详细的性能评估，确定了各级电路的发射极面积和对应的最佳负载阻抗。基于GaAs HBT工艺设计了IPD输出匹配网络，在封装内部实现宽带负载阻抗匹配和功率合成。该功放工作频段覆盖了5.15 GHz～5.85 GHz整个802.11ac通信带宽，小信号增益大于26 dB，1 dB压缩点处出输出功率大于33 dBm。在802.11ac调制信号驱动下，Pout≥23 dBm@EVM=3％。基本满足了5 GHz WiFi通信系统要求，并完成了小批量量产前期准备。 4.针对LTE-Advanced通信系统中采用载波聚合技术拓展信道带宽的应用需求，对不同面积的power cell测试，对比分析了信道展宽对功率放大器输出性能的影响。并初步设计验证了一款应用于LTE-Advanced通信基站的宽带驱动级功率放大器，在1.8 GHz～2.7 GHz整个通信带宽内，小信号增益大于20 dB，在LTE-Avanced20 MHz调制信号驱动下，Pout＞22 dBm@ACPR=-30 dBc;在四路LTE-Avanced20 MHz合成的80 MHz调制信号下，Pout＞15 dBm@ACPR=-40 dBc。