一款工作在12.2–19.1 GHz频段的高选择性CMOS功率放大器芯片，采用了基于变压器的两级滤波匹配网络

《IEEE Microwave and Wireless Technology Letters》：A 12.2–19.1 GHz High-Selectivity CMOS Power Amplifier Chip With Two-Stage Transformer-Based Filtering Matching Network

基于两阶段变压器匹配网络的宽频带滤波功率放大器研究，提出磁耦合电容共振器（MCCR）结构实现紧凑布局与双传输零点特性，匹配balun增强带外抑制，180nm CMOS工艺下实现23.8dB峰值增益、12.2-19.1GHz 3dB带宽和75.8dBc带外抑制，15GHz处Pout 19.2dBm、PAE 26%、平均功率13.4dBm，EVMrms -25dB、ACLR -30.2dBc。

　　

摘要：

本文介绍了一种新型的集成宽带滤波功率放大器（FPA），该放大器采用了基于两级变压器的带通匹配网络。所提出的滤波输入匹配网络（FIMN）由一个磁容耦合谐振器（MCCR）和一个级联匹配平衡器组成。MCCR通过在变压器结构内部集成电容器来实现，从而在高度紧凑的布局下引入了两个传输零点（TZs）。匹配平衡器进一步增强了带外抑制能力，并简化了阻抗匹配，实现了宽带性能。为了验证该设计，我们设计并制造了一个工作在K波段的两级级联FPA，其核心面积为0.59平方毫米，采用180纳米CMOS工艺制造。测量结果显示，该FPA的最大增益为23.8分贝（dB），带宽为12.2–19.1吉赫兹（GHz），带阻抑制比为75.8/-62.9分贝（dBc）。在15 GHz频率下，该FPA的输出功率为19.2分贝毫瓦（dBm），功率附加效率（PAE）为26.0%。在100兆赫兹（MHz）的单载波64-QAM信号条件下，测量得到的功率谱平坦度（PSP）为13.4分贝毫瓦（dBm），-eyedroop（EVMrms）为-25.0分贝，相邻通道泄漏比（ACLR）为-30.2分贝（dBc）。