JSSC 2021第3期RF & Wireless65nm

A Highly Linear and Efﬁcient 28-GHz PA With a Psat of 232 dBm P1d B of 227 dBm a

一款适用于5G无线系统的高线性高效28GHz功率放大器

28GHz下饱和输出功率23.2dBm，峰值效率35.5%

5G功率放大器毫米波线性度CMOS

▸创新点1：采用多功能共面波导（CPW）结构进行功率合成，这是一种电路创新，通过优化电磁场分布和降低寄生效应，显著提高了功率放大器的效率和线性度，支持26-31 GHz宽频带工作。

▸创新点2：引入自适应反馈结构以提升线性度，这是一种方法创新，通过动态调整输出级输入阻抗和增加高功率下的电流分配，有效降低了AM-AM和AM-PM失真，使P1dB与Psat差异极小。

▸创新点3：系统化被动网络设计，这是一种系统创新，通过优化匹配网络和传输线布局，实现了高线性度（AM-PM变化<1.9°）和高效率（峰值PAE达35.5%），适用于5G毫米波应用。

▸创新点4：战略性地布置变容二极管，这是一种电路创新，通过精确控制电容变化，进一步优化了频率响应和线性度，支持2.5-GS/s 64-QAM调制下的高性能（EVM<-26.2 dB）。

Abstract

This article presents a 28-GHz power ampliﬁer (PA) suitable for ﬁfth-generation (5G) wireless systems. Designed in a 65-nm bulk CMOS, the PA achieves a saturated output power ( P sat) of 23.2 dBm at 28 GHz. The AM–AM and the AM–PM distortion have the overshoot of less than 0.3 dB and 0.2 ◦, respectively, at 28 GHz. The AM–PM variation remains less than 1.9 ◦ over the frequency band of 26–31 GHz with a peak power- added efﬁciency (PAE) of 35.5%. Several techniques, including strategic placement o