JSSC 2023第3期RF & Wireless40nm CMOS

Millimeter-Wave Quadrature Mixed-Mode Transmitter With Distributed Parasitic Can

提出一种毫米波正交混合模式发射机，具有分布式寄生消除和LO泄漏自抑制功能。

24.03 dBm饱和输出功率，31.5%峰值系统效率，支持400-MHz 64QAM信号

毫米波混合模式发射机寄生消除LO泄漏抑制高效率

▸创新点1：混合模式架构结合数字SCPA和模拟放大器，通过数字开关电容功率放大器（SCPA）和模拟放大器的协同工作，实现了毫米波频段的高输出功率和峰值/平均效率的提升，显著优化了系统性能。

▸创新点2：分布式寄生消除技术采用3D屏蔽水平电容（3-D SHCAP），有效降低了无源损耗，进一步提高了系统效率，特别是在高频毫米波应用中表现出色。

▸创新点3：LO泄漏自抑制技术通过内部机制自动抑制本地振荡器（LO）泄漏，改善了线性度和动态范围，使得系统在处理高调制阶数信号时表现更为稳定。

▸创新点4：该设计在40nm CMOS工艺下实现，支持400MHz 64QAM和200MHz 256QAM信号，分别达到16.37dBm和15.21dBm的平均输出功率，EVM和ACLR指标优异，展示了其在复杂调制信号处理中的强大能力。

Abstract

In this article, a 2 × 9-bit millimeter-wave quadra- ture mixed-mode transmitter (TX) with distributed parasitic canceling and LO leakage self-suppression is proposed. The mixed-mode architecture uses both digital switched capacitor power ampliﬁer (SCPA) and analog ampliﬁer to achieve high output power and enhanced peak/average efﬁciency at millimeter- wave. In addition, the distributed parasitic canceling with 3-D shielded horizontal capacitor (3-D SHCAP) is adopted to decrease the passive loss