Amplificador de potencia Doherty monolítico de onda milimétrica ultra-compacto para teléfonos móviles
Autores: Sajedin, Maryam; Elfergani, Issa; Rodriguez, Jonathan; Abd-Alhameed, Raed; Fernandez-Barciela, Monica; Violas, Manuel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Amplificador de potencia Doherty monolítico de onda milimétrica ultra-compacto para teléfonos móviles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Modulación de carga dinámica
Amplificador de Potencia (PA)
Circuitos integrados monolíticos de microondas (MMIC)
Arquitectura de PA Doherty
Modo Clase-J
Eficiencia añadida de potencia (PAE)
Licencia
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Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo desarrolla un novedoso circuito de modulación de carga dinámica para el Amplificador de Potencia (PA, por sus siglas en inglés) que puede proporcionar un compromiso óptimo entre linealidad y eficiencia al cubrir múltiples bandas de frecuencia celular. Explotando la tecnología de circuitos integrados de microondas monolíticos (MMIC, por sus siglas en inglés), se propone una arquitectura de PA Doherty totalmente integrada de 1W basada en la tecnología de Modo de Agotamiento (D-Mode) de AlGaAs/InGaAs de 0.1 m proporcionada por la fundición de semiconductores WIN. El DPA de banda ancha propuesto incorpora el modo de operación Clase-J de ajuste armónico, que tiene como objetivo ingeniar la forma de onda de voltaje a través de la terminación de carga capacitiva del segundo armónico. Además, la técnica de post-emparejamiento aplicada no solo reduce la relación de transformación de impedancia del DPA convencional, sino que también restaura su modulación de carga adecuada. Los resultados de la simulación indican que el PA de modulación de carga de accionamiento monolítico a 4 V de voltaje de operación ofrece un 44% de eficiencia de PAE en la potencia de salida máxima de 30 dBm en el punto de compresión de 1 dB, y un 34% de eficiencia de potencia agregada (PAE) a 6 dB de retroceso de potencia (PBO). Se logró una planitud de ganancia de potencia de alrededor de 14 +/- 0.5 dB sobre la banda de frecuencia de 23 GHz a 27 GHz. La técnica compacta de modulación de carga MMIC desarrollada para el teléfono móvil 5G ocupa un área de chip de 3.2 mm.
Descripción
Este trabajo desarrolla un novedoso circuito de modulación de carga dinámica para el Amplificador de Potencia (PA, por sus siglas en inglés) que puede proporcionar un compromiso óptimo entre linealidad y eficiencia al cubrir múltiples bandas de frecuencia celular. Explotando la tecnología de circuitos integrados de microondas monolíticos (MMIC, por sus siglas en inglés), se propone una arquitectura de PA Doherty totalmente integrada de 1W basada en la tecnología de Modo de Agotamiento (D-Mode) de AlGaAs/InGaAs de 0.1 m proporcionada por la fundición de semiconductores WIN. El DPA de banda ancha propuesto incorpora el modo de operación Clase-J de ajuste armónico, que tiene como objetivo ingeniar la forma de onda de voltaje a través de la terminación de carga capacitiva del segundo armónico. Además, la técnica de post-emparejamiento aplicada no solo reduce la relación de transformación de impedancia del DPA convencional, sino que también restaura su modulación de carga adecuada. Los resultados de la simulación indican que el PA de modulación de carga de accionamiento monolítico a 4 V de voltaje de operación ofrece un 44% de eficiencia de PAE en la potencia de salida máxima de 30 dBm en el punto de compresión de 1 dB, y un 34% de eficiencia de potencia agregada (PAE) a 6 dB de retroceso de potencia (PBO). Se logró una planitud de ganancia de potencia de alrededor de 14 +/- 0.5 dB sobre la banda de frecuencia de 23 GHz a 27 GHz. La técnica compacta de modulación de carga MMIC desarrollada para el teléfono móvil 5G ocupa un área de chip de 3.2 mm.