众所周知,通信系统的工作频率越高,则能提供更快的信号传输速率和更大的信道容量。由于频谱资源的占用,因而采用了K/Ka波段的24.75²7.5GHz,以及37⁴2.5GHz的移动毫米波系统来支持高吞吐量的第五代(the 5^th generation mobile communication,5G)蜂窝网络通信。硅基射频集成电路制造工艺以其优异的特性以及廉价的成本而备受关注。然而,由于硅基工艺具有难以实现大功率容量电路模块的缺陷,如功率放大器（Power Amplifier,PA）和大功率开关,因而在实现全集成的收发机模组时遇到瓶颈。综上,本文基于两种硅基工艺分别设计了两款应用于5G通信的大功率宽带PA。该电路对于促进全集成多波段5G通信收发机的实现有着重要意义。本文首先对比分析了bulk CMOS,SiGe BiCMOS两种硅基工艺的结构和原理,分别阐述它们在PA设计上的特性。然后,介绍了硅基PA设计的基础知识,分析在当前的硅基工艺下设计PA的物理局限。紧接着,基于65nm CMOS体硅工艺设计了一款PA。采用基于变压器的功率合成方法来提高输出功率。变压器功率合成技术分为电压合成和电流合成,在该设计中采用了电流合成的方法。电流合成有着比电压合成更小的寄生参数敏感系数,因此更适用于多路功率合成系统中。采用了变压器匹配来提高电路工作带宽,并通过错开变压器匹配极点来补偿电路的AM-PM失真。该款PA的峰值功率附加效率（PAE）最高可达29.3%,核心面积仅为0.206mm²（0.34×0.606mm²）。在1V供电下,28GHz时PA饱和输出功率为18.2dBm,1dB压缩点输出功率为16.3dBm。在24GHz时,1dB压缩点处的AM-PM失真达到最小的2.4°。最后,基于0.13μm SiGe BiCMOS设计了一款宽带PA。采用了共源共栅（cascode）堆叠结构结合变压器功率合成结构以提高电路的输出功率。提出并设计了一种改进的8字形功率合成器。8字形功率合成器能够减小PA的能量泄漏,从而减小对其它电路模块可能引起的干扰。相比于传统的8字形功率合成器,本文提出的结构有着更优异的输入阻抗一致性。在31GHz时,该款PA的峰值PAE可达28.1%,饱和输出功率为21.4dBm,1dB压缩点处的输出为20.3dBm。该PA的-3dB带宽可达13GHz（25³8GHz）,核心面积为0.344mm²（0.4×0.86mm²）。