• 한국전자파학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.613-622
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• 2013

본 논문에서는 ISM 13.56 MHz 대역 무선 전력 전송을 위한 인덕티브 클램핑 class-E 전력증폭기를 설계 및 실험하여 특성을 분석하였다. 구현된 전력증폭기는 수신 안테나가 회전체에 붙는 경우와 같이 송수신 안테나 간의 정합 상태가 변화하는 시스템에서 부정합 상태에서 전력증폭기에 공급되는 전류를 줄여 트랜지스터를 손상시키지 않고 안정적으로 동작하도록 하는 인덕티브 클램핑 방식으로 설계되었으며, 정합 회로를 이용하여 기존의 class-E 전력증폭기보다 고조파 성분에 대한 Filtering 특성을 개선하였다. 구현된 전력증폭기의 입력 주파수는 13.56 MHz, 입력 전력 25 dBm, 동작 전압 DC 28 V에서 측정한 결과, 출력 전력은 43 dBm, 기본 주파수 성분과 2차 고조파 신호 간의 출력 전력 차이 55 dBc 이상, 소모 전류 830 mA으로 전력부가 효율(power added efficiency)은 85 %로 높게 측정됐다. 마지막으로, 수신 안테나를 회전체에 부착하고 구현된 전력증폭기로 송수신 안테나로 전력을 송출하는 실험을 진행하였으며, 송신 안테나의 부정합 상태에는 소모 전류가 420 mA까지 줄어들어 트랜지스터가 손상되지 않는 것을 확인하였다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.2704-2707
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• 1999

This paper presents a simple high power audio class amplifier which is controlled by a new current control switching method. Although this class D amplifier has an only one current control loop with the proposed switching method, a good performance can be obtained. And a novel switching strategy for driving stereo signal amplifier circuit with three phase full bridge is discussed also. With the simulation and experimental results, usefulness of the proposed amplifier is confirmed.

• 한국통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.132-139
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• 1984

병렬 인덕터와 직렬공진회로를 부하로 갖는 E급 동조전력 증폭기의 duty cycle변화에 따른 콜렉터 전압과 전류, 기본 주파수 성분, 부하회로소자 및 출력전력능력에 관한 방정식을 유도하여 최적동작상태의 특성을 해석하며 실제 콜렉터 포화전압을 고려하여 duty cycle이 50%일 때 증폭효율이 90%이상된다는 것을 이론과 실험을 통하여 고찰하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권3호
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• pp.155-159
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• 2005

생체에 이식되는 장치에 사용하기 위한 무선에너지 전송 시스템을 개발하였다. 이것은 체내에 이식된 장치에 경피적으로 전기에너지를 공급할 수 있는 것이다 경피적으로 결합된 트랜스포머의 권선간의 거리는 인간의 피부 두께를 고려하여 약 10$\~$20 mm이다. 본 연구에서는 Class-E 공진증폭기를 사용하여 높은 효율을 얻고자 하였다. 최대 전류는 각 주파수에서 50 mA 이상의 전류를 얻을 수 있었다. 개발된 시스템은 500 kHz, 1 MHz 및 4 MHz의 서로 다른 주파수에서 정확하게 동작하고 있다는 것을 보여주고 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.61-68
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• 2010

본 논문에서는 접지 결함 구조(Defected Ground Structure: DGS)를 이용하여 기지국용 고효율 E급 전력 증폭기의 성능을 유지하면서 크기를 소형화 할 수 있는 방안을 제안하였다. E급 전력 증폭기에서 요구되는 고조파 임피던스는 아령형 DGS와 나선형 DGS를 사용함으로써 만족시켜 주었다. 제안하는 유사 E급 전력 증폭기의 DGS 부하 회로는 가장 큰 고조파 성분인 2차 고조파 대역에서 개방, 나머지 고차 고조파 임피던스는 단락에 가까운 고조파 임피던스를 갖는다. 제안하는 구조를 통하여 제작된 전력 증폭기는 출력 전력이 43.1 dBm, 포화전력 이득이 12.7 dB일 때 70.2 %의 전력 부가 효율(Power Added Efficiency: PAE)을 가지며, 이는 비교 대상인 E급 증폭기와 거의 유사한 값이다. 회로 크기의 관점에서 보면 각각의 고조파 성분 정합을 위해 여러 개의 스터브가 장착되어 있는 비교 대상인 E급 증폭기에 비해 전체 크기를 50 %로 소형화시킬 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권1호
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• pp.220-225
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• 2018

A class E power oscillator is demonstrated for 6.78-MHz wireless power transfer system. The oscillator is designed with a class E power amplifier to use an LC feedback network with a high-Q inductor between the input and the output. Multiple capacitors are used to minimize the variation of the oscillation frequency by capacitance tolerance. The gate and drain bias voltages with opposite characteristics to make the frequency shift of the oscillator are connected in a resistance distribution circuit located at the output of the low drop-out regulator and supplied bias voltages for class E operation. The measured output of the class E power oscillator, realized using the co-simulation, shows 9.2 W transmitted power, 6.98 MHz frequency and 86.5% transmission efficiency at the condition with 20 V $V_{DS}$ and 2.4 V $V_{GS}$.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.79-81
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• 2007

본 논문에서는 소나용 고출력 전력증폭기의 효율을 향상시키기 위하여 Class E 설계 기법을 분석하고 소나 시스템의 송신기에 적용하였다. Class E 기법에 기반하여 전력소자를 스위칭 모드로 동작시켜서 Zero Voltage Switching(ZVS)이 발생하도록 회로를 설계함으로써 전력 소자의 전력 손실을 최소화하고 전력 증폭기의 효율을 최대화하여 주었다. 설계된 Class E 기법의 전력 증폭기의 동작 및 타당성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.435-443
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• 2017

본 논문에서는 cascode 구조가 적용된 Class-E 스위칭 모드 CMOS 전력증폭기의 common-gate 트랜지스터 게이트 바이어스 효과에 대해 분석하였다. 게이트 바이어스 효과를 확인하기 위해서 전력증폭기의 DC 전력소모, 효율을 분석하였다. 분석 결과를 통해서 전력증폭기의 최고 효율을 보여주는 common-gate 트랜지스터의 게이트 바이어스가 일반적으로 사용하는 전력증폭기 전원 전압보다 낮음을 확인하였다. 트랜지스터의 게이트 바이어스가 계속 감소함에 따라 on-저항을 확인하여 커지고, 이에 따라 출력, 효율이 감소하는 것도 확인하였다. 이 두 가지 현상을 통해 게이트 바이어스가 스위칭 모드 전력증폭기에 미치는 영향을 분석하였다. 이 분석을 증명하기 위해서 $0.18{\mu}m$ RF CMOS 공정으로 1.9 GHz 스위칭 모드 전력증폭기를 설계하였다. 앞에서 설명한 것처럼 전력증폭기의 최대 효율은 전력증폭기의 인가 전압(3.3 V)보다 낮은 2.5 V에서 확인할 수 있었다. 이 때 최고 출력은 29.1 dBm, 최고 효율은 31.5 %이다. 측정 결과를 통해서 스위칭 모드 전력증폭기 common-gate 트랜지스터의 게이트 바이어스 효과를 실험적으로 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1087-1093
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• 2012

본 논문에서는 ASK(Amplitude Shift Keying) 송신기, 한 쌍의 루프 안테나 및 ASK 수신기로 구성되는 HF-대역 자기장 통신 시스템을 구현하였다. 특히, E급 증폭기를 사용하는 ASK 송신기의 데이터 변조 방법으로 Drain 바이어스 전압을 입력 데이터에 따라 두 가지 레벨로 가변하여 공급하는 바이어스 스위칭 회로를 새롭게 제안하였다. E급 증폭기는 저가의 IRF510 power MOSFET를 이용하여 6.78 MHz에서 최대 5 W 출력과 동작 바이어스 전체에서 75 % 이상의 효율이 측정되었다. ASK 수신기는 Log 증폭기, 필터 및 비교기로 구현하여 -78 dBm의 수신 감도를 구현하였다. 자기장 통신 시스템의 최대 통신 거리를 예측하기 위하여 근역장과 원역장에서의 자기 장 유도식을 활용하여 전송 손실을 계산하는 방법을 고안하였다. 또한, $30{\times}30cm^2$ 크기의 사각형 루프 안테나쌍 을 이용한 실내 전송 실험을 수행하여 제시한 방법의 타당성을 확인하였다. 전송 손실 추정 결과, 1 W 출력과 -70 dBm 수신 감도를 가질 경우 최대 35 m의 수신거리가 계산되었다. 최종적으로 설계된 ASK 송신부와 ASK 수신부를 루프 안테나 쌍에 연결하여 5 m 거리에서 통신이 이루어짐을 확인하였다.