14、提升CMOS RF多路径多相功率放大器功率附加效率的设计指南

提升CMOS RF多路径多相功率放大器功率附加效率的设计指南

引言

在传统射频（RF）功率放大器（PAs）中，实现高线性度和良好效率是一项极具挑战性的任务。通常，跨导型功率放大器的线性度会随着输入信号导通角的减小而降低，而效率则会相应提高。作为替代方案，开关型功率放大器是一种本质上具有高度频谱分布的时变电路，与跨导型功率放大器相比，其效率更高。

功率放大器的工作类别选择取决于其应用系统的需求。如果需要线性度和效率，那么在功率、效率和谐波含量之间取得良好平衡的跨导型功率放大器（如B类或C类放大器）是不错的选择。然而，对于线性度要求严格的系统，这类放大器引入的非线性可能无法接受。例如，宽带无线通信网络采用可扩展正交频分多址（S - OFDMA）技术，以提供必要的信道鲁棒性，支持高频谱效率和信道吞吐量。但S - OFDMA的使用会导致高峰均功率比（PAPR），这对功率放大器提出了严格要求，因为它必须能够偶尔提供高功率，并且通常在回退状态下工作。由于无线通信设备通常应用于便携式设备中，因此需要高效的射频功率放大器来延长其使用寿命。所以，这类系统迫切需要高线性度和高效率的射频功率放大器。

目前已经提出了多种用于射频功率放大器的线性化技术，包括笛卡尔反馈、模拟和数字预失真、包络消除与恢复（EER）技术、使用非线性组件的线性放大（LINC）、偏置自适应以及多路径多相方法。笛卡尔反馈的线性化性能良好，效率和复杂度适中，但带宽较窄，对多载波的支持能力较低，因此在宽带技术中不太实用。模拟预失真和偏置自适应消除失真分量的能力较低，不适合对线性度要求高的系统，但它们的效率较高。数字预失真、EER和LINC线性化器具有中等的线性化效果、带宽和效率，但复杂度较高，在对性能要求非常严格的系统中可能难以克服这一