For the high power and highly linear power amplifier (PA) for WLAN applications, three linearization techniques are employed in a differential cascode structure PA with the SOI LDMOS process. The CMOS PA has difficulty to achieve high power, since the CMOS has low breakdown voltage. Therefore, SOI LDMOS PA is proposed with high supply voltage which is composed of common-source amplifier with SOI CMOS and common-gate (CG) amplifier with SOI LDMOS. Since the AM-AM distortion, AM-PM distortion, and the sideband asymmetry determines PA’s linearity, the adaptive power cell (APC) technique, adaptive RC feedback (ARC) technique, and the CG bias circuit are applied. The APC reduces the variations of parasitic capacitances as input power by sizing and biasing. This improves linearity of the PA by reducing AM-PM distortion. And the ARC controls the amount of feedback as input power to enhance AM-AM distortion of the high-power region for improving the linearity of the PA. In addition, the CG bias circuit controls the second-order nonlinear components to improve the linearity and to reduce the sideband (IMD, ACLR) asymmetry.
WLAN에서 사용되는 높은 출력전력과 고선형의 SOI LDMOS 전력증폭기를 3가지의 선형화 기법을 사용해서 설계했다. CMOS 전력증폭기는 CMOS의 낮은 항복전압으로 인해서 높은 출력전력을 얻기에 어려움이 있다. 그래서 공통소스 증폭기로 SOI CMOS를, 공통게이트 증폭기로 SOI LDMOS 를 사용한 SOI LDMOS 전력증폭기와 높은 공급전압을 사용했다. AM-AM 왜곡과 AM-PM왜곡, 그리고 측파대의 비대칭적인 특성은 전력증폭기의 선형성을 결정하기 때문에 이를 개선할 Adaptive Power Cell(APC), Adaptive RC Feedback (ARC), 그리고 CG bias회로가 사용되었다. APC는 입력전력에 따른 기생캐패시턴스의 변화를 줄여주게 된다. 이는 AM-PM왜곡을 줄일수 있게 해줌으로서 전력증폭기의 선형성을 개선시킨다. 그리고 ARC는 입력전력에 따라 피드백의 양을 조절해서 높은 출력전력 영역에서 AM-AM왜곡을 줄여서 전력증폭기의 선형성을 개선시킨다. 게다가 CG bias회로를 사용해서 2차 비성형 성분들을 조절해 주어서 IMD와 ACLR같은 측파대의 비대칭성을 개선시켜서 전력증폭기의 선형성을 개선시킨다.
