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JSSC 2013第5期RF & Wireless45nm SOI CMOS

A 2-Bit 24 dBm Millimeter-Wave SOI CMOS Power-DAC Cell for Watt-Level High-Ef fic

提出一种高效、大输出功率的毫米波数字发射机架构，适用于高速率m-ary QAM传输。
24.3 dBm输出功率，21.3%漏极效率，14.6% PAE，45 GHz
毫米波数字发射机QAM传输功率DACCMOS
▸创新点1：全数字模式操作，无需匹配网络（方法创新）。该设计通过完全数字化架构消除了传统模拟匹配网络的需求，显著简化了系统复杂度并提高了频率可扩展性，支持高达50 GHz的工作频率。
▸创新点2：可扩展至50 GHz以上频率（系统创新）。采用宽带毫米波IQ功率-DAC对直接调制技术，实现了频率可扩展性，未来可移植到更先进的CMOS工艺节点，适应高频应用需求。
▸创新点3：采用系列堆叠差分输出级设计（电路创新）。通过四层级联n-MOSFET和CMOS反相器链驱动，在45 GHz下实现24.3 dBm输出功率和21.3%的漏极效率，显著提升功率输出和能效。
▸创新点4：支持多模式调制（系统创新）。实验验证了5-Gb/s BPSK及同时2-Gb/s BPSK/ASK调制能力，并展示28 Gb/s眼图性能，证明其作为大摆幅NRZ调制驱动器的适用性。
Abstract
Ah i g h - e fficiency, large output-power, mm-wave digital transmitter architecture is proposed for high data rate m-ary QAM transmission. Because i t operates entirely in digital mode, without any matching netwo rks, it is scalable in frequency up to at least 50 GHz and portable to future generations of CMOS technologies. It consists of n broadband mm-wave IQ power-DAC pairs directly modulated in amplitude and phase by 4 x n indepen- dent digital data streams. The output signals combine in free