• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권2호
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• pp.85-89
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• 2011

본 논문에서는 메타구조를 이용하여 하나의 RF LDMOS로 새로운 Class-E 전력증폭기를 구현하였다. CRLH 구조는 Class-E 전력증폭기 특성을 갖는 메타물질 전송 선로를 만들 수 있다. CRLH 전송 선로는 전력증폭기의 정합 회로를 구현을 위하여 주파수 오프셋과 CRLH 전송 선로의 비선형 위상 기울기에 의해 얻을 수 있다. 또한, 제안된 전력증폭기의 효율을 향상 시키기 위하여 출력 정합 회로에 CRLH 구조를 이용하여 구현하였다. 동작 주파수는 13.56MHz로 정하였다. Class-E 전력 증폭기의 측정된 출력 전력은 39.83dBm, 이득은 11.83 dB이다. 이 지점에서 얻은 전력효율(PAE)은 73%이다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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• pp.87-90
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• 2005

High-efficiency switched-mode circuits such as the class-E amplifier are well-known in the MHz frequency range. The class-E amplifier is a type of switching mode amplifier offering very high efficiency approaching 100%. In this paper of the class-E amplifier by using pHEMT device, the design has been done theoretically and experimentally, with simulation by using the harmonic balance method using circuit simulator. The amplifier using microstrip circuit and the pHEMT demonstrate 66% power-added- efficiency (PAE) at 2.4GHz with 17.6dBm of output power.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.593-596
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• 2015

본 논문은 무선전력전송 시스템에 활용할 수 있도록 낮은 드레인 전압에서 높은 효율을 가지는 class E 전력증폭기를 설계하였다. 붕괴전압이 40 V인 Si MOSFET을 이용하여 드레인 바이어스 전압이 12.5 V인 13.56 MHz 전력증폭기를 설계하였다. 출력 전력 및 효율을 개선하기 위하여 품질계수가 우수한 솔레노이드 인덕터를 제작하여 출력 정합회로에 사용하였다. 발진 방지와 간단한 회로 구성을 위하여 인덕터와 저항으로 입력 정합회로를 구성하였다. 측정 결과, 제작된 전력증폭기는 13.56 MHz에서 38.6 dBm의 출력전력과 16.6 dB의 전력이득, 그리고 89.3 %의 높은 전력부가효율을 보였다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.83-88
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• 2007

MOSFET 트랜지스터의 전기적인 특성 변화에 따른 Class-E RF 전력 증폭기의 신뢰성 특성을 분석하였다. Class-E 전력 증폭기에서 MOSFET는 높은 효율을 얻기 위해 스위치로 동작하며, 이로 인해 MOSFET가 off 되었을 때 드레인 단자에 높은 전압 신호가 발생한다. 회로가 동작함에 따라 높은 전압의 스트레스로 인하여 MOSFET의 문턱 전압은 증가하고 전자의 이동도는 감소하여 MOSFET의 드레인 전류는 감소하게 된다. Class-E 전력 증폭기에서 MOSFET의 전류가 감소하면 전력 효율 및 출력 전력은 감소하게 된다. 그러나 class-E 전력증폭기에서 작은 부하 인덕터를 사용할 경우 큰 인덕터를 사용하는 경우에 비 해 신뢰성 특성을 향상시킬 수 있다. 1mH의 부하 인덕터를 사용한 경우 $10^{7}$초 후에 드레인 전류는 46.3%가 감소하였으며, 전력 효율은 58%에서 36%로 감소하였다. 그러나 1nH의 부하 인덕터를 사용한 경우 드레인 전류는 8.89%, 전력 효율 59%에서 55%로 감소하여 우수한 신뢰성 특성을 보여주었다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.41-45
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• 2014

본 논문에서는 입력전력에 따라 드레인 바이어스를 조절하여 낮은 입력 전력에서도 고효율 동작이 가능한 무선전력전송용 고효율 class-E 전력증폭기를 설계하였다. 고효율 동작이 가능한 class-E 전력증폭기에 적응형 바이어스 조절회로를 추가하여 낮은 입력 전력에서 드레인 바이어스를 조절함으로써 전체적인 효율의 향상을 얻을 수 있다. 제안된 적응형 class-E 전력증폭기는 효율의 향상을 위해 직렬 공진회로와 입, 출력 정합회로를 이용하여 구현하였으며, 입력전력에 따라 드레인 바이어스를 조절하기 위해 방향성 결합기, 전력 검출기, 연산 증폭기를 이용하여 적응형 바이어스 조절회로를 구성하였다. 따라서 전력증폭기의 최대출력과 전력효율은 13.56 MHz에서 41.83 dBm, 85.67 %이고, 0 dBm ~ 6 dBm의 낮은 입력 전력에서 고정형 바이어스보다 평균 8 %의 효율의 증가를 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.459-460
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• 2020

The design of a low distortion class E amplifier with a frequency of 6.78MHz for a wireless power transfer is presented. The amplifier with a differential out is designed to reduce the harmonics of the output current. The harmonic characteristics of various types of the class E amplifiers are compared through the simulation study.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권6호
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• pp.1071-1079
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• 2010

This paper describes the design and fabrication of a high-efficiency GaN HEMT(Gallium Nitride High-electron Mobility Transistor) Pallet power amplifier module for S-band phased array radar applications. Pallet amplifier module has a series 2-cascaded power amplifier and the final amplification-stage consists of balanced GaN HEMT transistor. In order to achieve high efficiency characteristic of pallet power amplifier module, all amplifiers are designed to the switching-mode amplifier. We performed with various PRF(Pulse Repetition Frequency) of 1, 10, 100 and 1000Hz at a fixed pulse width of $100{\mu}s$. In the experimental results, the output power, gain, and drain efficiency(${\eta}_{total}$) of the Pallet power amplifier module are 300W, 33dB, and 51% at saturated output power of 2.9GHz, respectively.

• 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.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권2호
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• pp.569-575
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• 2014

A highly efficient class E power amplifier is demonstrated for application to wireless power transfer system. The amplifier is designed with an L-type matching at the output for harmonic rejection and output matching. The power loss and the effect of each component in the amplifier with the matching circuit are analyzed with the current ratio transmitted to the output load. Inductors with a quality factor of more than 120 are used in a dc feed and the matching circuit to improve transmission efficiency. The single-ended amplifier with 20 V supply voltage shows 7.7 W output power and 90.8% power added efficiency at 6.78 MHz. The wireless power transfer (WPT) system with the amplifier shows 5.4 W transmitted power and 82.3% overall efficiency. The analysis and measurements show that high-Q inductors are required for the amplifier design to realize highly efficient WPT system.