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JSSC 2011第7期Other32nm

A Flip-Chip-Packaged 253 dBm Class-D Outphasing Power Ampli fier in 32 nm CMOS fo

32nm CMOS工艺下实现的2.4 GHz逆变器型D类功率放大器,具有高效率和良好线性度。
峰值功率25.3 dBm,系统效率35%,OFDM平均功率19.6 dBm,效率21.8%
功率放大器D类逆变器32nm CMOS线性度
创新点1:采用逆变器型D类PA拓扑结构,显著降低输出阻抗并提升线性度。该设计通过分析MOS开关的非理想特性(如导通电阻和上升/下降时间)对线性度和效率的影响,优化了系统性能(方法创新)。
创新点2:通过变压器配置实现功率回退时的损耗降低,提升了系统整体效率。实验数据显示,该设计在WiFi信号传输时实现了21.8%的平均效率(电路创新)。
创新点3:无需线性化处理即可实现良好的线性性能(ACPR和EVM),展示了逆变器型D类放大器在异相配置中的适用性。这一创新简化了系统设计并降低了成本(系统创新)。
创新点4:采用Flip-Chip BGA封装技术,提升了PA的集成度和热管理能力,适用于高频应用(封装创新)。
Abstract
A 2.4 GHz outphasing power ampli fier (PA) is imple- mented in a 32 nm CMOS process. An inverter-based class-D PA topology is utilized to obtain low output impedance and good li n- earity in the outphasing system. MOS switch non-idealities, such as finite on-resistance and finite rise and fall times are analyzed for their impact on outphasing linearity and ef ficiency. Outpha sing combining is performed via a transformer con figured to achieve reduced loss at power backoff. The fabricated class-D out