本论文的研究内容是高效率的CMOS射频开关功率放大器以及数字发射机系统。CMOS射频功放的发展以前主要集中在线性功放领域,但是随着通讯技术越来越多的应用在便携式设备中,收发机的效率越来越重要,开关型射频功放高效率的优点正日益得到重视,本论文针对高效率功放这一课题设计了一款电流型的D类功率放大器(CMCD),以电感为谐振单元核心的传统CMCD功放集成度较低,需要片外阻抗匹配以及片外BALUN完成差分输出转单端输出功能。为了提高芯片集成度,本论文研究了以片上集成变压器作为输出匹配电路的CMCD功放,片上集成变压器与两个片内谐振电容一起完成了阻抗变换,谐振网络,单端输出的功能,大大简化了外部电路。本论文在分析了CMCD功放的几种主要的功率损耗机理后,给出了一个优化功放效率的设计方法。论文还研究了提高片上变压器效率的设计方法,建立了变压器的等效电路模型并进行了参数拟合。利用先进CMOS工艺的速度和功耗优势,采用数字电路替代模拟射频电路是CMOS集成电路的一个发展趋势。本论文研究了射频发射机系统的一种数字化实现方法,该数字发射机利用∑△调制器输出1bit的脉冲信号驱动开关型功率放大器,能够提高发射机的效率。与传统的极化型数字发射机相比,本论文设计的直接混频型数字发射机避免了极化调制发射机中带宽扩展,宽带调制,延时对准等一系列复杂的问题。论文在建立了系统级模型的基础上分析了数字发射机系统中的插值器,数字混频器,带通∑△调制器等模块的系统指标与设计方法。本论文设计的CMCD功放已经在TSMC65nm CMOS工艺下流片验证。整个芯片面积0.6x1.3mm2.芯片测试结果表明在2GHz工作频率下,芯片输出功率达到24.7dBm,功率效率达到46.6%。输出功率和效率基本达到预期结果。