JSSC 2012第9期RF & Wireless0.35μm SiGe BiCMOS

Design of High Ef ﬁciency Monolithic Power Ampliﬁer With Envelope-Tracking and T

设计高效单片功率放大器，结合包络跟踪和晶体管尺寸调整技术，用于LTE应用。

最大线性输出功率24dBm和23.4dBm，整体功率附加效率41%和38%

功率放大器包络跟踪LTE晶体管尺寸调整单片集成

▸创新点1：包络跟踪技术（系统创新） - 通过动态调整电源电压以匹配射频信号的包络，显著提高了功率放大器的效率，特别是在低输出功率区域，与传统ET-PA相比，效率进一步提升。

▸创新点2：晶体管尺寸调整技术（电路创新） - 在低输出功率区域，通过禁用部分功率单元并调整晶体管尺寸，进一步降低了功耗，实现了额外的效率提升，PAE在16-20 dBm时增加了4%。

▸创新点3：单片集成设计（方法创新） - 将CMOS包络调制器与级联功率放大器集成在同一芯片上，采用0.35μm SiGe BiCMOS工艺，实现了完全单片化的设计，简化了系统复杂度并提高了集成度。

▸创新点4：宽带信号优化（系统创新） - 针对LTE宽带信号，优化了包络调制器的带宽和开关频率，最小化了误差矢量幅度（EVM）和杂散噪声，满足了LTE 16QAM的线性要求，无需预失真处理。

Abstract

This paper presents the design insights for the imple- mentation of a fully monolithic radio frequency (RF) power am- pliﬁer (PA) using both envelope-tracking (ET) and transistor re- sizing techniques for long-term evolution (LTE ) applications. At the low output power region, some of the power cells in the PA can be disabled to further save power consumption, thus enhancing the efﬁciency from a traditional ET-PA. Our E T-PA system is ﬁrst realized with a two-chip solution, consisting of a high