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一款应用于Wi-Fi 6的宽带、高功率数字Doherty功率放大器OA

A high-power wideband digital Doherty power amplifier for Wi-Fi 6

中文摘要英文摘要

提出了一款面向第六代Wi-Fi(Wi-Fi 6)应用的宽带、高功率数字Doherty功率放大器,基于 22 nm CMOS工艺实现了 5.125~7.125 GHz频段覆盖.该功率放大器采用Polar架构,通过紧凑式全差分宽带正交输入网络,在 2 GHz带宽内实现低于 6° 的相位误差,并结合 8 bit相位调制模块,兼顾高阶调制性能与芯片集成度;输出端将四分之一波长传输线集成至变压器模型,构建低插损、小面积的Doherty功率合成网络,并结合 8 bit幅度调制模块实现瓦特级输出.此外,功率放大器通过融合Doherty负载调制与Class-G技术,优化了 6 dB和 12 dB两个功率状态下的回退效率.后仿真结果表明:饱和输出功率为 29 dBm,峰值效率为 23%,6 dB和 12 dB的回退效率分别为 22%和 13%;在 80 MHz带宽、256-QAM调制信号下,误差矢量幅度(EVM)为-30 dB时,平均输出功率达 21 dBm,满足Wi-Fi 6系统对宽带、高效率及高线性度的综合需求.

In this study,we propose a class-G high-power broadband digital Doherty power amplifier(DPA)for Wi-Fi 6 applications,operating from 5.125 to 7.125 GHz.The proposed DPA is based on a polar architecture that combines Doherty load modulation with class-G amplification to achieve optimal efficiency,and it is fabricated using a 22-nm complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS)process.At the output,a λ/4 transmission line-integrated transformer-based combining network minimizes insertion loss and enables watt-level output with an 8-bit amplitude modulation module.The results of post-layout simulations showed a saturated output power of 29 dBm,a peak power-added efficiency(PAE)of 23%,and 6-and 12-dB back-off PAEs of 22%and 13%,respectively.For an 80-MHz 256-quadrature amplitude modulation(256-QAM)signal,the DPA delivers an average output power of 21 dBm with an error vector magnitude(EVM)of-30 dB.It also achieves a phase error of less than 6° across a 2-GHz bandwidth via a compact fully differential broadband quadrature input network with an 8-bit phase modulation module.Thus,the proposed DPA meets the wideband,high-efficiency and high-linearity requirements of Wi-Fi 6 systems.

赵康杰;刘灿;张润曦

华东师范大学 通信与电子工程学院 微电子电路与系统研究所,上海 200241华东师范大学 通信与电子工程学院 微电子电路与系统研究所,上海 200241华东师范大学 通信与电子工程学院 微电子电路与系统研究所,上海 200241

信息技术与安全科学

数字功率放大器Doherty功率合成网络功率回退效率第六代Wi-Fi

digital power amplifierDohertypower combinerpower back-off(PBO)efficiencyWi-Fi 6

《华东师范大学学报(自然科学版)》 2026 (2)

35-47,13

上海东方英才青年项目(15904-412214-24013)

10.3969/j.issn.1000-5641.2026.02.004

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