基于ISSCC会议的毫米波频段功率放大器研究进展综述  

Research Progress Review of Millimeter-Wave Frequency Band Power Amplifier in ISSCC

作　　者：任志雄[1] 

机构地区：[1]湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北武汉430068

出　　处：《中国集成电路》2016年第9期17-23,27,共8页China lntegrated Circuit

摘　　要：基于近十三年国际固态电路年度会议（International Solid State Circuit Conference,ISSCC ） 上有关毫米波功率放大器（Power Amplifier，PA）的研究成果，分别从制作工艺、频率范围、电路结构和核心性能参数等方面对毫米波PA的研究进展进行了详细地分析。ISSCC报道的毫米波PA覆盖22～260GHz频率范围，主要采用CMOS、BiCMOSsiGe和SOICMOS等工艺制作而成，为了方便片上系统（System-on-ChiP，SoC）单芯片集成，CMOS为最主流的制作工艺。MOS管的尺寸随摩尔定律逐渐下降，同时电源供电电压和MOS管的栅氧击穿电压也随之变小，导致毫米波PA的输出功率下降。片上功率合成器将多路PA的输出信号相加，增大毫米波PA的整体发射功率，应用广泛，目前毫米波PA的最高发射功率已达29dBm。毫米波PA的效率决定了整体系统的功耗，采用F类PA结构，毫米波PA的功率附加效率（Power Added Efficiency，PAE）可超过40％，最后还分析了多种线性度提高技术，使毫米波PA可满足复杂调制方式的通信系统。The progress of millimeter-wave based on the recent research results of 13 - （ mm-wave ） power amplifier （ PA ） year International Solid - State Circ is reviewed and uits Conferences analyzed in detail （ISSCCs） onmm-wave PAs, as aspect to fabrication process, operating frequency, circuit architecture, main performances and etc. The mm-wave PAs presented in ISSCCs can cover 22- 260 GHz frequency band, mainly implemented using CMOS, BiCMOS SiGe and SOI CMOS processes, in which CMOS is the primary choice for monolithic system-on-chip （ SoC ） integration. The power supply and break-down voltage decrease with channel size of MOSFET as Moore＇ s law, resulting in lower output power of mm-wave PAs. On-chip power combiner to add multiple PAs＇ output signals is widely adopted to enhance the output power of PA, which can maximally reach to 29 dBm nowadays. The efficiency of mm-wave PA decides the power consumption of whole system, and the power added efficiency （ PAE ） can exceed 40% at the moment, by using Class-F circuit architecture. Finally, different linearity improvement techniques are an- alyzed to make the mm-PAs to meet the requirements of communication systems using complex modulation methods.

关 键 词：毫米波 功率放大器 功率合成器 

分 类 号：TN722.75[电子电信—电路与系统]