• 제목/요약/키워드: CMOS Power Amplifier

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저전압용 CMOS 연산 증폭기를 위한 전력 최소화 기법 및 그 응용 (A power-reduction technique and its application for a low-voltage CMOS operational amplifier)

  • 장동영;이용미;이승훈
    • 전자공학회논문지C
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    • 제34C권6호
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    • pp.37-43
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    • 1997
  • In this paper, an analog-domain powr-reduction technique for a low-voltage CMOS operational amplifier and its application to clock-based VLSI systems are proposed. The proposed technique cuts off the bias current of the op amp during a half cycle of the clock in the sleeping mode and resumes the curent supply sequentially during the remaining cycle of the clock in the normal operating mode. The proposed sequential sbiasing technique reduces about 50% of the op amp power and improves the circuit performance through high phase margin and stable settling behavior of the output voltage. The power-reduction technique is applied to a sample-and-hold amplifier which is one of the critical circuit blocks used in the front-end stage of analog and/or digital integrated systems. The SHA was simulated and analyzed in a 0.8.mu.m n-well double-poly double-metal CMOS technology.

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모드변환 가능한 단권변압기를 이용한 CMOS 전력증폭기 (CMOS Power Amplifier Using Mode Changeable Autotransformer)

  • 류현식;남일구;이동호;이옥구
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권4호
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    • pp.59-65
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    • 2014
  • 본 논문에서는 전력증폭기의 효율을 증가시키기 위해서 모드변환 가능한 단권변압기를 제안한다. 모드변환 가능한 단권변압기를 통해 전력증폭기의 저 전력 모드 동작 시 효율을 개선할 수 있다. 이 논문에서는 0.18-${\mu}m$ CMOS 표준 공정을 이용하여 듀얼모드 단권변압기를 이용한 CMOS 전력증폭기를 설계하였다. 고 전력 모드와 저 전력 모드에서 단권변압기의 1차 권선의 권선수를 조절하여 전력증폭기의 동작을 최적화하였다. EM 시뮬레이션 및 전체 회로 시뮬레이션 결과 제안된 멀티모드 CMOS 전력증폭기의 출력전력이 24dBm일 때 전력부가효율(PAE)이 10.4%에서 멀티모드 동작으로 26.1% 로 상승하여 전력증폭기의 성능 개선되었다.

900 MHz 대역 CMOS 전력증폭기 설계 (Design of a Power Amplifier for 900 MHz-band Applications)

  • 이지호;채규성;김창우
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.419-420
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    • 2008
  • A power amplifier(PA) has been designed for 900 MHz-band applications. The PA consists of a single-ended CMOS amplifier which has $0.18{\mu}m{\times}64{\times}6$ gate width. The PA has been designed using $0.18{\mu}m$ CMOS process. At 900 MHz, the PA exhibit an output power of 20.8 dBm and a power-added efficiency(PAE) of 58.4 % with 22.2 dB power gain.

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A Simple and Analytical Design Approach for Input Power Matched On-chip CMOS LNA

  • Kim, Tae-Wook;Lee, Kwyro
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제2권1호
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    • pp.19-29
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    • 2002
  • A simple and analytical design approach for input power matched CMOS RF LNA circuits and their scaling for lower power consumption, is introduced. In spite of the simplicity of our expressions, it gives excellent agreement with numerical simulation results using commercial CAD tools for several circuit examples performed at 2.4GHz using $0.18\mu\textrm{m}$ CMOS technology. These simple and analytical results are extremely useful in that they can provide enough insights not only for designing any CMOS LNA circuits, but also for characterizing and diagnosing them whether being prototyped or manufactured.

무선 통신을 위한 Quad-band RF CMOS 전력증폭기 (Quad-Band RF CMOS Power Amplifier for Wireless Communications)

  • 이미림;양준혁;박창근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.807-815
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    • 2019
  • 본 논문에서는 RF CMOS 180-nm 공정을 이용하여 무선 통신 기기에서 quad-band를 지원하기 위한 전력 증폭기를 설계하였다. 제안한 전력증폭기는 low-band인 0.9,1.8,2.4 GHz 와 high-band인 5 GHz 로 구성되어있으며, 각각 입력 정합회로에서는 스위치를 사용하지 않는 구조를 제안하였다. 그리고 최대 선형 전력 확보를 위해 출력 정합회로는 각 주파수 대역에서의 전력 정합지점으로 임피던스 변환을 진행하였다. 제안한 전력증폭기는 무선 통신 변조 신호를 사용하여 검증하였다. Long-term evolution(LTE) 10 MHz 변조 신호를 이용하여 0.9 GHz 및 1.8 GHz 를 측정하였으며, 이때 출력 전력은 각각 23.55 dBm 및 24.23 dBm으로 측정 되었고, 20 MHz 변조 신호를 사용한 경우, 1.8 GHz에서 출력 전력 22.24 dBm 이 측정되었다. Wireless local area network(WLAN) 802.11n 변조 신호를 이용하여 2.4 GHz 및 5.0 GHz 대역을 측정하였으며, 출력 전력은 20.58 dBm 및 17.7 dBm으로 확인되었다.

Sub-GHz 근거리 무선통신을 위한 0.18 μm CMOS 전력증폭기 (0.18 μm CMOS Power Amplifier for Subgigahertz Short-Range Wireless Communications)

  • 임정택;최한웅;이은규;최선규;송재혁;김상효;이동주;김완식;김소수;서미희;정방철;김철영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권11호
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    • pp.834-841
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    • 2018
  • 본 논문은 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용한 Sub-GHz 근거리 무선통신을 위한 전력증폭기 설계에 관한 내용이다. 가상접지 노드를 용이하게 형성하며, 출력전력을 키울 수 있는 차동구조로 설계하였으며, breakdown으로 인한 문제를 최소화하기 위하여 cascode 구조로 설계하였다. 또한 출력전력과 Power Added Efficiency(PAE)가 최대가 되도록 트랜지스터 게이트 폭을 결정하고, matching network으로 인한 손실이 최소화하기 위해 EM simulation을 통하여 balun을 최적화하였다. 제작된 전력증폭기는 크기가 $2.14mm^2$이며, 860~960 MHz의 주파수 범위에서 49.5 dB 이상의 이득과 26.7 dBm의 최대출력을 가지며, 최대효율은 20.7 %이다.

비대칭 차동 인덕터를 이용한 2.4-GHz 선형 CMOS 전력 증폭기 (Differential 2.4-GHz CMOS Power Amplifier Using an Asymmetric Differential Inductor to Improve Linearity)

  • 장성진;이창현;박창근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.726-732
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    • 2019
  • 본 연구에서는 차동 구조의 고주파 증폭기를 위한 비대칭 차동 인덕터를 제안하였다. 제안 된 비대칭 차동 인덕터는 증폭기 내 차동 신호 간 위상 오차를 완화하기 위한 것으로서, 차동 인덕터에 형성되는 Center-tap의 위치를 조정하여, 전력 증폭기를 구성하는 구동 증폭기의 차동 신호에서 바라보이는 임피던스가 동일하게 형성 되도록 하였다. 이를 통하여 기존 차동 인덕터를 사용하는 경우 대비 AM-to-AM 및 AM-to-PM 왜곡이 완화됨을 확인 하였다. 제안하는 비대칭 차동 인덕터의 효용성을 확인하기 위하여 180-nm RFCMOS 공정을 이용하여 2.4-GHz CMOS 전력 증폭기를 설계하였으며, EVM 5% 기준 20 dB의 전력 이득과 17 dBm의 최대 선형 출력 전력을 얻었다.

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.

효율 개선을 위해 캐스코드 구동 증폭단을 활용한 바이패스 구조의 2.4-GHz CMOS 전력 증폭기 (A 2.4-GHz CMOS Power Amplifier with a Bypass Structure Using Cascode Driver Stage to Improve Efficiency)

  • 장요셉;유진호;이미림;박창근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.966-974
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    • 2019
  • 본 연구에서는 저전력 영역에서의 효율을 개선하기 위해 바이패스 구조를 갖춘 2.4GHz CMOS 전력 증폭기를 제안한다. 바이패스 구조를 설계하기 위해, 구동 증폭단의 공통 게이트 트랜지스터를 두 개로 분할하였다. 공통 게이트 트랜지스터 중 하나는 고출력 전력 모드를 위한 전력단을 구동하도록 설계된다. 다른 공통 게이트 트랜지스터는 저출력 전력 모드를 위해 전력단을 바이 패스하도록 설계하였다. 측정 된 최대 출력은 20.35 dBm이며 효율은 12.10 %이다. 11.52 dBm의 측정 된 출력에서 효율은 전력증폭단을 바이 패스함으로써 1.90 %에서 7.00 %로 향상됨을 확인하였다. 측정 결과를 바탕으로 제안 된 바이 패스 구조의 타당성을 성공적으로 검증 하였다.

A 915-MHz RF CMOS Low Power High Gain Amplifier using Q-enhancement Technique for WPAN

  • Han, Dong-Ok;Kim, Eung-Ju;Park, Tah-Joon
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.501-502
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    • 2006
  • In this paper low power high gain amplifier is suitable for application in low power systems was designed and fabricated. The amplifier used both subthreshold bias for low power and positive feedback Q-enhancement technique for high gain. The amplifier used TSCM $0.18{\mu}m$ RF CMOS technology measures a power gain of 32.3dB, a quality factor of 366 and a power consumption of 3mW in a supply voltage of 1.8V.

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