• 한국전자파학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.401-410
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• 2014

본 논문에서는 1.3 GHz와 2.1 GHz에서 소형화된 multi-harmonic matching network(MHMN)을 사용한 고효율 동시-이중대역 Class-E 전력 증폭기를 제안한다. 제안하는 구조는 스위치 혹은 집중 소자를 사용하지 않고, transmission line만을 이용하여 1.3 GHz과 2.1 GHz 그리고 각각의 2차 및 3차 고조파의 임피던스를 조절하였다. 능동 소자로는 Avago ATF-50189 GaAs p-HEMT가 사용되었다. 제작된 전력증폭기는 입력 전력이 21 dBm일 때 1.3 GHz와 2.1 GHz에서 각각 27.1 dBm, 25.7 dBm의 출력과, 6.1 dB, 4.7 dB의 전력 이득, 그리고 71.2 %, 60.1 %의 드레인 효율 특성을 나타내었다.

• 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 $V_{GS}$.

• 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.

• 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.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제32권4호
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• pp.548-554
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• 2010

The transcutaneous energy transmission system (TETS) composed of a Class-E amplifier may operate at a state away from the optimum power transmission due to the load variation. By introducing the feedback-loop technique, the TETS can keep the optimum state with constant output voltage by adjusting the important design parameters, that is, the duty ratio and frequency of the driving signal and the supply voltage. The relations between these adjusted parameters and the load are investigated. The effectiveness of the feedback technique is validated through a design example with a variable load parameter. The experimental results show that the Class-E amplifier in the feedback loop can keep operating at the optimum state under the condition of up to 50 percent variation of the load value.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.883-891
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• 2013

스마트폰 무선 충전 시나리오에서는 송신 패드에 비해 수신 패드의 크기가 작으므로 수신 패드의 위치에 상관없이 일정한 전력을 부하에 공급하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 송신 패드와 수신 패드의 크기가 각각 $16cm{\times}18cm$와 $6cm{\times}8cm$의 직사각형 구조를 갖는 경우, 무선 전력 전송 송신부에 위치한 E급 증폭기의 Drain 바이어스 전압만을 조정하여 수신 패드의 위치에 상관없이 일정한 전력이 부하에 공급되는 방식을 제안하였다. 설계된 LF-대역 무선 전력 시스템의 구성은 PWM IC인 TL494로 제어되는 Buck converter 구조의 전원 회로, 저가의 IRF510 power MOSFET을 이용한 E급 증폭기, 송신 패드 및 수신 패드, 그리고 Schottky 다이오드를 이용한 풀 브릿지 정류기로 구성된다. 제작된 무선 전력 전송 시스템은 바이어스 조정을 하지 않는 경우 240 kHz에서 최대 4 W 출력과 67 % 이상의 시스템 효율을 가지며, 바이어스 조정을 하는 경우에는 수신 패드의 위치에 상관없이 수신 전력을 2 W로 일정하게 유지할 수 있다.

• 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.

• 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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권4호
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• pp.31-37
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• 2010

본 논문에서는 셀룰러와 ISM 대역에서 동작하는 이중 대역 고효율 F급 전력증폭기를 제안하였으며, 이를 위해 우선적으로 E-pHEMT FET를 사용하여 두 (840MHz, 2.4GHz) 대역에서 동작하는 각각의 단일 F급 PA를 설계하여 효율을 확인였다. 그 결과, 840MHz에서 동작하는 PA의 경우 출력 전력 24.4dBm에서 81.2%의 효율을 얻었고, 2.4GHz에서 동작하는 PA는 출력 전력 22.4dBm에서 93.5%의 효율을 얻었다. 이후 두 대역에서의 성능을 이중 대역 F급 전력증폭기에서 구현하기 위하여 이상적인 SPDT 스위치의 개념을 적용한 이중 대역 고조파 제어 회로를 설계하였다. 실제 SPDT 스위치를 적용하기 이전 단계로써 전송선로의 길이를 조절하여 이중 대역에서 동작하는 F급 증폭기를 개발하였다. 실험 결과, 840MHz 모드의 경우에 23.5dBm에서 60.5%의 효율을, 2.4GHz 모드는 19.62dBm에서 50.9%의 효율을 얻을 수 있었다. 이는 저가의 2GHz 이하에서 사용되는 FR-4기판에서도 그 이상의 고조파 제어가 가능하고 고효율의 F급 전력 증폭기 제작이 가능함을 보여준다.