Conception d'Amplificateur de Puissance sur la base de Considérations Électrothermiques

L’objectif de ce travail de recherche est de concevoir un amplificateur de puissance sur la base de considérations électrothermiques. Il décrit la question du dynamique EVM et du « paquet long » lors de la conception de l’amplificateur avec des transistors bipolaires à hétérojonctions. Basé sur le comportement électrothermique du circuit, une méthode d’optimisation de l’EVM statique et dynamique est proposée. Un frontend RF complet (amplificateur de puissance + coupleur + interrupteur + amplificateur faible bruit) est conçu pour le dernier standard WLAN : le Wi-Fi 6. La distribution de temperature dynamique dans le circuit est analysée. Son effet sur les performances de la puce est quantifié. Enfin, une polarisation adaptative programmable a été conçue pour garder des performances optimales sur toute la plage de température. Les mesures du circuit montre tout l’effet bénéfique de cette compensation, permettant de garder le dynamique EVM en dessous de -47 dB sur la plage de température ambiante de -40 à 85°C.The aim of this work is to design a power amplifier based on electrothermal considerations. It describes the Dynamic Error Vector Magnitude challenge and long packet issue when designing a power amplifier with hetero-junction bipolar transistors. Based on the circuit electrothermal behavior, an optimization method of both the static and dynamic linearity is proposed. A complete RF front-end (PA + coupler + switch + LNA) is designed for the latest WLAN standard: the Wi-Fi 6. The dynamic temperature distribution in the circuit is analyzed. It’s impact on the performances is quantified. Finally, a programmable temperature dependent bias is designed to compensate for performance degradation. The measurements show a significant linearity improvement with this compensation, allowing the PA to maintain the DEVM lower than -47dB at 14.5 dBm output power, over a large ambient temperature range from -40°C to 85°C