JSSC 2007第3期RF & Wireless0.13μmPower Amplifier

A 2.45-GHz 0.13- /22m CMOS PA With Parallel Ampliﬁcation

一款采用并行放大技术的245GHz 0.13μm CMOS功率放大器，实现23dBm输出功率和35%的漏极效率。

23dBm输出功率, 1.5V电源电压, 35%漏极效率, 29%整体效率

CMOS功率放大器并行放大蓝牙LC balun高效率

▸创新点1：并行放大技术（方法创新） - 采用四个差分放大器并行工作，通过协同输出提升总功率效率，在1.5V供电下实现23dBm输出功率和35%的漏极效率，解决了单放大器在高频下的功率限制问题。

▸创新点2：片上LC balun结构输出组合（电路创新） - 创新性地集成LC balun结构实现多放大器输出信号的相位同步与阻抗匹配，降低传统外置balun的传输损耗，将整体效率提升至29%。

▸创新点3：低阻抗变换比设计（系统创新） - 通过优化每个独立放大器的阻抗变换比（<2:1），减少匹配网络损耗，同时支持输出功率动态调节，在功率回退时仍保持高效率特性。

▸创新点4：动态功率控制技术（方法创新） - 基于并行拓扑结构实现输出功率的精细调控，在输出功率降低时通过关闭部分放大器单元维持高效率，适应蓝牙设备不同工作模式需求。

Abstract

In this paper, a fully integrated 0.13- m CMOS RF power ampliﬁer for Bluetooth is presented. Four differential am- pliﬁers are placed on a single chip and their outputs are combined with an on-chipLC balun structure. This technique allows to have a low impedance transformation ratio for each individual ampliﬁer, and thus a lower power loss. The ampliﬁer achieves a measured output power of 23 dBm at a supply voltage of 1.5 V and a drain efﬁciency of 35% and a global efﬁciency of 29%. The parallel am- pliﬁcation topology allows to efﬁciently control the output power which results in an efﬁciency improvement when the output power is reduced.