• 제목/요약/키워드: CMOS Class-E

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다중 안테나 시스템을 위한 CMOS Class-E 전력증폭기의 효율 개선에 관한 연구 (Research on PAE of CMOS Class-E Power Amplifier For Multiple Antenna System)

  • 김형준;주진희;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권12호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 본 논문에서는 전력증폭기의 입력신호의 크기에 따라 CMOS class-E 전력증폭기의 게이트와 드레인의 바이어스 전압을 조절함으로써 낮은 출력전력에서도 80% 이상의 고효율 특성을 갖는 CMOS class-E 전력증폭기를 설계하였다. 입력신호의 포락선을 검파하여 전력증폭기의 바이어스 전압을 조절하는 방법을 이용하였고, 동작주파수는 2.14GHz, 출력전력은 22dBm에서 25dBm, 전력부가효율은 모든 입력전력레벨에서 80.15%에서 82.96%의 특성을 얻을 수 있었다.

Design of High Efficiency CMOS Class E Power Amplifier for Bluetooth Applications

  • Chae Seung Hwan;Choi Young Shig;Choi Hyuk Hwan;Kim Sung Woo;Kwon Tae Ha
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.499-502
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    • 2004
  • A two-stage Class E power amplifier operated at 2.44GHz is designed in 0.25-$\mu$m CMOS process for Class-l Bluetooth application. The power amplifier employs c1ass-E topology to exploit its soft-switching property for high efficiency. A preamplifter with common-mode configuration is used to drive the output-stage of Class-E type. The amplifier delivers 20-dBm output power with 70$\%$ PAE (power -added-efficiency) at 2-V supply voltage.

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S급 전력 증폭기 응용을 위한 CMOS 대역 통과델타 시그마 변조기 및 전력증폭기 (A CMOS Band-Pass Delta Sigma Modulator and Power Amplifier for Class-S Amplifier Applications)

  • 이용환;김민우;김창우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권1호
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    • pp.9-15
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    • 2015
  • S급 전력 증폭기 응용을 위한 CMOS 대역 통과 델타 시그마 변조기(BPDSM)와 캐스코드 E급 전력 증폭기를 설계 및 제작 하였다. 대역 통과 델타 시그마 변조기는 1 GHz의 샘플링 주파수로 250 MHz의 입력 신호를 펄스폭 변조 방식의 디지털 신호로 변조하며 양자화 잡음을 효과적으로 제거하였다. 대역 통과 델타 시그마 변조기는 25 dB의 SQNR을 가지며 1.2 V 전원 전압에서 24 mW의 전력을 소비한다. 캐스코드 E급 전력 3.3V 전원에서 동작하며 최대 18.1 dBm의 출력 전력을 가지며 25%의 드레인 효율을 보였다. 두 회로 모두 동부 0.11 um RF CMOS 공정으로 제작되었다.

Class-F 구동회로를 사용하는 Class-E 전력 증폭기의 신뢰성 (Reliability Characteristics of Class-E Power Amplifier using Class-F Driving Circuit)

  • 최진호
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제55권6호
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    • pp.287-290
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    • 2006
  • A class-E CMOS RF(Radio frequency) power amplifier with a 1.8 Volt power supply is designed using $0.25{\mu}m$ standard CMOS technology. To drive the class-E power amplifier, a Class-F RF power amplifier is used and the reliability characteristics are studied with a class-E load network. After one year of operating the power amplifier with an RF choke, the PAE(Power Added Efficiency) decreases from 60% to 47% and the output power decreases 29%. However, when a finite DC-feed inductor is used with the load, the PAE decreases from 60% to 53% and the output power decreases only 19%. The simulated results demonstrate that the class-E power amplifier with a finite DC-feed inductor exhibits superior reliability characteristics.

2단 CMOS Class E RF 전력증폭기 (Two Stage CMOS Class E RF Power Amplifier)

  • 최혁환;김성우;임채성;오현숙;권태하
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.114-121
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    • 2003
  • 본 연구에서는 ISM 밴드의 블루투스 응용을 위한 2단 CMOS E급 전력증폭기를 설계하였다. 제안된 전력증폭기는 2.4GHz의 주파수에서 동작하며 0.35um CMOS기술과 Hspice 툴을 이용하여 설계 및 시뮬레이션 되었고 Mentor 툴을 이용하여 레이아웃되었다. 전력증폭기의 구조는 간단한 2단으로 설계하였다. 첫단에는 입력매칭네트웍과 전압증폭단인 전치증폭기로, 둘째단은 최대효율과 최대전력을 위한 E급 전력증폭단과 출력 매칭네트웍으로 구성하였다 내부단은 가장 간단한 구조의 L구조의 매칭네트웍을 이용하여 제작될 전체칩의 크기를 최소화하였다. 본 연구에서 제안된 전력증폭기는 2.4GHz의 동작주파수와 2.5V의 낮은 공급전압에서 25.4dBm의 출력전력과 약 39%의 전력부가효율을 얻을 수 있었다. 패드를 제외한 칩의 크기는 약 0.9${\times}$0.8(mm2)였다.

Class-E CMOS PAs for GSM Applications

  • Lee, Hong-Tak;Lee, Yu-Mi;Park, Chang-Kun;Hong, Song-Cheol
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제9권1호
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    • pp.32-37
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    • 2009
  • Various Class-E CMOS power amplifiers for GSM applications are presented. A stage-convertible transformer for a dual mode power amplifier is proposed to increase efficiency in the low-output power region. An integrated passive device(IPD) process is used to reduce combiner losses. A split secondary 1:2 transformer with IPD process is designed to obtain efficient and symmetric power combining. A quasi-four-pair structure of CMOS PA is also proposed to overcome the complexities of power combining.

2.4GHz ISM 밴드용 고주파 CMOS 전력 증폭기 설계 (Design of RF CMOS Power Amplifier for 2.4GHz ISM Band)

  • 황영승;조연수;정웅
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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    • pp.113-117
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    • 2003
  • This paper describes the design and the simulation results of the RF CMOS Class-E Power Amplifier for a 2.4GHz ISM band. This circuit is composed two connected amplifiers. where Class F amplifier drives Class E amplifier. The proposed circuit can reduce the total power dissipation of the driving stage and can work with higher efficiency. The power amplifier has been implemented in a standard $0.25{\mu}m$ CMOS technology and is shown to deliver 100mW output power to load with 41% power added efficiency(PAE) from a 2.5V supply.

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2.4GHz 100mW급 고주파 CMOS 전력 증폭기 설계 (Design of 100mW RF CMOS Power Amplifier for 2.4GHz)

  • 황영승;채용두;오범석;조연수;정웅
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 통신소사이어티 추계학술대회논문집
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    • pp.335-339
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    • 2003
  • This Paper describes the design and the simulation results of the RF CMOS Class-E Power Amplifier for a 2.4GHz ISM band. This circuit is composed two connected amplifiers. where Class F amplifier drives Class E amplifier. The proposed circuit can reduce the total power dissipation of the driving stage and can work with higher efficiency. The power amplifier has been implemented in a standard 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS technology and is shown to deliver 100mW output Power to load with 41% power added efficiency(PAE) from a 2.5V supply.

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무선 통신을 위한 고효율 CMOS 전력 증폭기 (High efficiency CMOS power amplifier for wireless applications)

  • 유창식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권10B호
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    • pp.1475-1481
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    • 2001
  • 무선 통신을 위한 전력 증폭기를 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정으로 구현하였다. 전력 효율을 증가시키기 위하여 class-E 구조를 사용하여 soft-switching 특성을 활용하였다. Class-E 부하 회로의 DC-feed 인덕터는 유한한 값을 갖도록 하여 RF-choke을 사용하는 경우에 비해 동일한 전력과 공급 전압에 대해 필요로 하는 부하 저항의 크기를 증가시킴으로써 전력 효율을 더욱 증가시킬 수 있었다. 또한 common-gate switching 방법을 사용하여 기존의 switching 방법에 비해 허용되는 공급 전압의 크기를 두배 정도 증가시킬 수 있도록 하였다. 이러한 기법을 사용함으로써 900MHz의 주파수에서 공급 전압이 1.8V일 때 트랜지스터에 아무런 전압 stress를 가하지 않고 0.9W의 전력을 41%의 효율(power added efficiency, PAE)을 가지면서 50Ω 부하에 전달함을 확인하였다.

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Reliability Evaluation of RF Power Amplifier for Wireless Transmitter

  • Choi, Jin-Ho
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제6권2호
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    • pp.154-157
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    • 2008
  • A class-E RF(Radio Frequency) power amplifier for wireless application is designed using standard CMOS technology. To drive the class-E power amplifier, a class-F RF power amplifier is used and the reliability characteristics are studied with a class-E load network. The reliability characteristic is improved when a finite-DC feed inductor is used instead of an RF choke with the load. After one year of operating, when the load is an RF choke the output current and voltage of the power amplifier decrease about 17% compared to initial values. But when the load is a finite DC-feed inductor the output current and voltage decrease 9.7%. The S-parameter such as input reflection coefficient(S11) and the forward transmission scattering parameter(S21) is simulated with the stress time. In a finite DC-feed inductor the characteristics of S-parameter are changed slightly compared to an RF-choke inductor. From the simulation results, the class-E power amplifier with a finite DC-feed inductor shows superior reliability characteristics compared to power amplifier using an RF choke.