一种2.88皮焦耳/比特、830.7兆赫的高效率OOK发射器，采用脉冲驱动和能量回收的MEMS振荡器

《IEEE Journal of Solid-State Circuits》：A 2.88-pJ/bit 830.7-MHz High-Efficiency OOK Transmitter With Pulse-Driven and Energy-Recycled MEMS Oscillator

该研究设计了一种基于MEMS振荡器的830.7MHz OOK发射器，采用脉冲驱动与能量回收技术，结合堆叠式逆变器功率放大器（PA）和内置2.7:1变压器，实现低功耗高效传输，在100kbps数据率下能效达2.88pJ/bit，功耗较传统方案降低7倍。

　　

摘要：

本研究介绍了一种基于MEMS振荡器的830.7 MHz开关键控（OOK）发射机（TX），该发射机采用了脉冲驱动和能量回收技术。为了提高系统效率，采用了堆叠式逆变器构成的功率放大器（PA），并利用顶部堆叠的PA回收的能量为振荡器供电。设计了一个片上2.7:1的变压器来提高PA所看到的负载阻抗，从而在不需要外部匹配网络的情况下实现PA效率的最大化。所提出的TX采用TSMC 40纳米CMOS工艺制造，芯片面积为1.73平方毫米。该MEMS振荡器的功耗仅为176.5微瓦（μW），在100 kHz偏移频率下相位噪声为?118.2 dBc/Hz。在连续工作模式下，该TX支持100 Mb/s的数据传输速率，输出功率为?15 dBm时的能量效率为2.88 pJ/bit。通过采用4%的占空比，在3 Mb/s的数据传输速率下，其功耗仅为13.8微瓦（μW），这比其他已报道的方案至少低7倍。