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JSSC 2012第7期RF & Wireless45nm

A Transformer-Combined 315 dBm Outphasing Power Amplifier in 45 nm LP CMOS With D

45nm LP CMOS工艺下实现的变压器组合型异相功率放大器,峰值输出功率31.5dBm,效率提升显著。
2.4GHz, 31.5dBm峰值输出功率, 27%峰值PAE, 86dB输出功率范围, 64-QAM WLAN 24.8dBm平均功率
异相功率放大器动态功率控制变压器组合CMOS能效提升
动态功率控制(DPC)技术:通过根据瞬时信号幅度动态开关PA的部分模块,显著降低功耗,尤其在回退功率时效率提升33%,平均效率提升140%,延长电池寿命。
多段板状电感变压器组合器:采用基于多段板状电感的变压器组合器设计,支持单元PA的独立开关,实现86 dB以上的输出功率范围动态调节,提升系统灵活性。
电源瞬态抑制技术:针对动态开关引入的电源瞬态干扰,提出并验证了有效的抑制方法,确保PA在64-QAM WLAN要求下稳定输出24.8 dBm平均功率,PAE达16%。
高效率与高线性度协同设计:在2.4 GHz频段实现31.5 dBm峰值输出功率和27%的峰值PAE,同时满足高阶调制信号(如64-QAM)的线性度要求,体现系统级优化创新。
Abstract
A transformer-combined fully in tegrated outphasing class-D PA in 45 nm LP CMOS achieves 31.5 dBm peak output power at 2.4 GHz with 27% peak PAE, and supports over 86 dB of output power range. The PA employs dyn amic power control (DPC) whereby sections of the PA are turned on or off dynamically according to the instantaneous signal amplitude to reduce power dissipation, especially at back- off. Dynamic on-off switching intro- duces transients on the power supply that can limit performance. The