Conception, optimisation et intégration d’amplificateurs de puissance Doherty pour des communications 3G/4G

Design, optimization and integration of Doherty power amplifier for 3G/4G mobile communications

• Auteur / Autrice : Marcos Lajovic Carneiro
• Direction : Eric Kerhervé, Nathalie Deltimple, João Paulo Carvalho Lustosa Da Costa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance le 16/12/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde) - Laboratoire de l'intégration du matériau au système / IMS
• Jury : Président / Présidente : José Costa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ricardo Reis, Horácio Tertuliano

Mots clés

Mots clés contrôlés

MOS complémentaires

UMTS (norme)

Amplificateurs de puissance

Mots clés libres

Doherty

Augmentation de rendement

Amplificateur de puissance

CMOS 65nm

Doherty

Efficiency enhancement

Power amplifier

CMOS 65nm

Résumé

Les signaux des nouveaux standard de communications (LTE) ont une grande différence entre la puissance maximale et moyenne (PAPR), cela n'est pas favorable pour l'utilisation dans les amplificateurs conventionnels vu qu'ils présentent un rendement maximale seulement quand ils travaillent au niveau de puissance maximale. Des amplificateurs de puissance Doherty pour présenter une efficacité constante pour une large gamme de puissance constituent une solution favorable à ce problème. Ce travail présente la méthodologie de conception et des résultats de mesure d'un amplificateur de puissance Doherty entièrement intégré dans la technologie 65 nm CMOS avec une constante PAE sur un 7 dB de plage de puissance. Mesures de 2,4 GHz à 2,6 GHz montrent des performances constantes PAE à partir du niveau de 20% jusqu'à 24% avec une puissance de sortie maximale de 23,4 dBm. Le circuit a été conçu avec une attention particulière pour le faible coût.

The signals of the new communication standards (LTE) show a great difference between the peak and its average power (PAPR) being unsuitable for use with conventional power amplifiers because they present maximum efficiency only when working with maximum power. Doherty power amplifiers for presenting a constant efficiency for a wide power range represent a favorable solution to this problem. This work presents the design methodology and measurements results of a fully integrated Doherty Power Amplifier in 65 nm CMOS technology with constant PAE over a 7 dB backoff. Measurements from 2.4 GHz to 2.6 GHz show constant PAE performance starting in 20% level up to 24% with a maximum output power of 23.4 dBm.The circuit was designed with special attention to low cost.