Aging in CMOS RF linear power amplifiers : an experimental study
Nafría i Maqueda, Montserrat (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Martin Martinez, Javier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Crespo Yepes, Albert (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Rodríguez Martínez, Rosana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Barajas, Enrique (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Mateo, Diego (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Aragones, Xavier (Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Data:	2021
Resum:	An extensive experimental analysis of the HCI and BTI aging effects on RF linear power amplifiers (PA) is presented in this paper. Two different 2. 45 GHz PA topologies have been implemented in a CMOS 65 nm technology, one based on a classical common-source (CS) and choke inductor, another one based on a complementary current-reuse (CR) circuit, both of them producing similar gain and output 1-dB compression point (P-1dB). These circuits have been stressed to produce accelerated aging degradation, by applying increasing supply (VDD) voltages, or increasing RF input powers (PIN). The degradation on the transistor parameters (threshold voltage and mobility), DC bias point (IDC current) and RF performance (gain, matching, compression point) have been simultaneously measured. This has allowed to observe how the reduced transistor degradation in CR PA results in a higher robustness in its RF parameters, compared to CS PA circuit. The equivalent RMS voltages have been proposed as an observable metric to assess the combined DC+RF stress in a PA circuit. This has been applied to a semi-analytical model, thus providing comprehension of the link between the conditions under which a circuit is operated, the degradation of the transistor parameters, and the effects on the DC current and RF performance.
Ajuts:	Ministerio de Economía y Competitividad TEC2016-75151-C3-R Ministerio de Ciencia e Innovación PID2019-103869RB-C3
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Matèria:	Radio frequency ; Stress ; Aging ; Transistors ; Degradation ; Integrated circuit modeling ; Human computer interaction
Publicat a:	IEEE transactions on microwave theory and techniques, Vol. 69, Issue 2 (February 2021) , art. 1453, ISSN 1557-9670

DOI: 10.1109/tmtt.2020.3041282

Postprint 11 p, 1.8 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats