طراحي تقويت‌كننده توان دوبانده همزمان با سوئيچ فعال در 0.9/2.4 گيگاهرتز در پروسه 0.18μmRF CMOS

0.9/2.4 GHz Active Switch Concurrent Dual-Band Power Amplifier Design in 0.18 μmRF CMOS

در اين مقاله، تقويت­‌كننده توان دوبانده با توان خروجي بالا در پروسه استاندارد 0.18μm CMOS براي كدخوان RFID ارائه شده است. تقويت‌­كننده توان در دو باند فركانسي GHz0/9 و GHz2/4 به‌طور همزمان كار مي‌­كند. براي رسيدن به قابليت خط ­‌ساني و توان خروجي بالا از تركيب كردن چندين تقويت‌­كننده كلاس AB استفاده شده است. تقويت‌­كننده توان پيشنهادي شامل چهار بخش پيش تقويت‌­كننده، تقويت‌كننده تـوان اصلي، تركيب­‌كننده توان با استفاده از ترانسفورمر و مدار تطبيق خروجي است. سـاختار طبقات توان به‌­صورت تفاضلي و آبشاري به‌ دليل مزيت‌­هاي اين نوع ساختارها طراحي شده است. همچنين، در فيلترهاي خروجي هر طبقه براي داشتن قابليت دوبانده از فن سوئيچ‌­هاي فعال استفاده مي­‌شود. براي تقويت‌­كننده طراحي‌­شده در فركانس GHz0 /9 مقدار توان خروجي، بهره توان و بازده PAE به­‌ ترتيب برابر با dBm30، 33 dB، 27% است. همچنين در فركانس 2.4GHz مقدار توان خروجي، بهره توان و بازده PAE به ترتيب برابر با 28dbm، 28dB، 32/5% است.

In this paper, a dual band power amplifier with high output power in a standard 0.18 μm CMOS process for RFID reader is presented. The PA can work in concurrent dual-band mode at 0.9 GHz and 2.4 GHz. To achieve linearity and high output power simultaneously, Several AB-Class amplifiers are combined. The proposed power amplifier consists of preamplifier, main power amplifier, power combiner based on transformer type and the output matching circuit. Power stage structures are chosen differential and cascode because of the advantages of these topologies. Also, the output filters are realized by active switch technique to be able work in a concurrent dual - band. The power amplifier has a 1dB compression point of 30 dBm and the power gain of 33 dB and power-added efficiency (PAE) of 27% at 0.9 GHz operating frequency. Also, the power amplifier has a 1dB compression point of 28 dBm and the power gain of 28 dB and power-added efficiency (PAE) of 32.5% at 0.9 GHz operating frequency.