한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제22권9호
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  • Pages.897-903
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  • 2011
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  • 1226-3133(pISSN)
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  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
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InGaP/GaAs HBT를 이용한 900 MHz 대역 1 W급 고선형 전력 증폭기 MMIC 설계

Highly Linear 1 W Power Amplifier MMIC for the 900 MHz Band Using InGaP/GaAs HBT

  • 주소연 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 한수연 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 송민건 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 김형철 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 김민수 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 노상연 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 유형모 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 양영구 (성균관대학교 정보통신공학부)
  • Joo, So-Yeon (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Han, Su-Yeon (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Song, Min-Geun (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Kim, Hyung-Chul (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Kim, Min-Su (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Noh, Sang-Youn (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Yoo, Hyung-Mo (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Yang, Youn-Goo (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 발행 : 2011.09.30
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초록

본 논문에서는 InGaP/GaAs hetero-junction bipolar transistor(HBT)를 이용하여 900 MHz에서 동작하는 1 W급 선형 전력 증폭기를 설계 및 검증하였다. 온도 변화에 따른 증폭기의 특성 변화를 최소화하기 위해 능동 바이어스 회로를 구성하였다. 전류 붕괴(current collapse)와 열 폭주(thermal runaway)를 방지하기 위하여 ballast 저항을 삽입하여 전력 증폭기의 성능 및 신뢰성을 최적화하였다. 제작된 선형 전력 증폭기는 중심 주파수 900 MHz의 one-tone 신호를 사용하였을 때, 17.6 dB의 전력 이득과 30 dBm의 OP1dB를 가지며, 이때 44.9 %의 PAE를 갖는다. 또한, two-tone 신호를 인가하였을 때, 20 dBm의 평균 출력 전력에서 47.3 dBm의 매우 높은 OIP3를 갖는다.

This paper presents a highly linear power amplifier MMIC, having an output power level of about 1 watt, based on InGaP/GaAs hetero-junction bipolar transistor(HBT) technology for the 900 MHz band. The active bias circuit is applied to minimize the effect of temperature variation. Ballast resistors are optimized to prevent a current collapse and a thermal runaway. The fabricated power amplifier exhibited a gain of 17.6 dB, an output P1dB of 30 dBm, and a PAE of 44.9 % at an output P1dB from the one-tone excitation. It also showed a very high OIP3 of 47.3 dBm at an average output power of 20 dBm from the two-tone excitation.

키워드

참고문헌

  1. H. Kim, M. Kim, K. Choi, J. Bae, H. Yoo, and Y. Yang, "1.9 GHz band highly linear 2-stage power amplifier MMIC based on InGaP/GaAs HBT", APMC, pp. 353-536, Dec. 2009.
  2. K. Choi, M. Kim, H. Kim, S. Jung, J. Cho, S. Yoo, Y. Kim, H. Yoo, and Y. Yang, "A highly linear two-stage amplifier integrated circuit using In- GaP/GaAs HBT", IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 45, no. 10, pp. 2038-2043, Oct. 2010. https://doi.org/10.1109/JSSC.2010.2061612
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  4. R. P. Arnold, D. Zoroglu, "A quantitative study of emitter ballasting", IEEE Trans Electron Devices, vol. 21, no. 7, pp. 385-391, Jul. 1974. https://doi.org/10.1109/T-ED.1974.17937
  5. 전주영, 김정현, 권영우, "온도 및 인가 전압 변화에 둔감한 GaAs HBT 전력 증폭기용 바이어스회로", 한국전자파학회 추계 마이크로파 및 전파학술대회, 27(2), pp. 221-224, 2004년 9월.