JSSC 2020第11期RF & Wireless40nmPower Amplifier

A Broadband Switched-Transformer Digital Power Amplifier for Deep Back-Off Effic

本文提出了一种基于开关变压器的宽带数字功率放大器，用于深度回退效率提升。

40nm CMOS, 1.1V, 0.7×1.15mm²芯片面积

开关变压器数字功率放大器深度回退效率动态负载调制CMOS

▸创新点1：单变压器并联组合变压器（PCT）功率合成器（电路创新）。该设计采用单变压器结构实现功率合成，显著减小了芯片面积，仅占用0.7×1.15 mm²，同时支持1.3-3.5GHz的宽频覆盖，提升了集成度和频率适应性。

▸创新点2：1.3-3.5GHz宽频覆盖（系统创新）。该DPA在1.3-3.5GHz范围内实现了高效的功率放大，适用于多种通信标准，如LTE和WLAN，展现了其广泛的应用潜力。

▸创新点3：动态负载调制（电路创新）。通过动态负载调制技术，该DPA在0-/6-/12-/18-dB功率回退（PBO）水平下分别实现了31.3%、27.7%、16.6%和7.7%的功率附加效率（PAE），显著提升了在深度回退条件下的能效。

▸创新点4：超紧凑芯片尺寸（电路创新）。采用40-nm CMOS工艺，仅需1.1V供电，芯片面积仅为0.7×1.15 mm²，实现了高集成度和低功耗，适合移动设备应用。

Abstract

This article presents a switched-transformer-based polar Doherty digital power ampliﬁer (DPA) for deep back-off efﬁciency enhancement. A single-transformer-footprint parallel- combining transformer (PCT) power combiner is introduced for 1.3–3.5-GHz wide frequency coverage, dynamic load modulation at 0-/6-/12-/18-dB power back-off (PBO) levels, and an ultra- compact die size. Implemented in 40-nm CMOS, the DPA is powered by a 1.1-V supply and only occupies 0.7 × 1.15 mm 2 chip area. It achieves 2