JSSC 2019第3期RF & Wireless28nm

A Compact Transformer-Combined Pola-Quadrature Reconfigurable Digital Power Ampl

一种支持极坐标和正交发射机的紧凑型变压器结合可重构数字功率放大器。

28.8-dBm峰值功率, 30.8%峰值PAE, 0.56 mm²面积

功率放大器变压器结合可重构极坐标正交调制

▸创新点1：变压器结合负载调制技术（方法创新）。该技术通过变压器实现负载调制，显著提高了功率放大器在极坐标和正交模式下的效率，极坐标模式峰值效率达30.8%，6-dB回退效率22.4%，正交模式峰值效率22.9%。

▸创新点2：双模式可重构设计（系统创新）。支持极坐标和正交发射机两种工作模式，通过灵活切换适应不同信号调制需求（如64-QAM WLAN信号），极坐标模式EVM-25.4dB，正交模式EVM-25.2dB，展现了优异的信号保真度。

▸创新点3：高效率与紧凑面积协同优化（电路创新）。在28nm CMOS工艺下实现仅0.56mm²的芯片面积，同时保持高效率（极坐标模式23.2% PAE，正交模式12.3% PAE），解决了传统功率放大器面积与效率的矛盾。

▸创新点4：多标准信号兼容性（应用创新）。通过可重构架构支持20MHz带宽的64-QAM等复杂调制信号，满足WLAN等现代通信标准对高线性度和高效率的双重要求，实测Pavg达23.35dBm（极坐标）/18.50dBm（正交）。

Abstract

This paper presents a transformer-combined dual- mode reconﬁgurable digital Class-D power ampliﬁer (PA) that supports polar and quadrature transmitters (TXs). Transformer- based load modulation is employed to enhance the efﬁciency in both modes. The PA is implemented in 28-nm logic LP CMOS and occupies only 0.56 mm 2 active area. The polar mode achieves 28.8-dBm peak power with the PAE of 30.8% at peak power and 22.4% at 6-dB backoff. The quadrature mode obtains 26.3-dBm peak power and 22.9% pea