• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.18 no.8
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• pp.873-879
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• 2007

We have implemented a highly efficient 2.14-GHz class-F amplifier using Freescale 4-W peak envelope power(PEP) RF Si lateral diffusion metal-oxide-semiconductor field effect transistor(LDMOSFET). Because the control of the all harmonic contents is very difficult, we have managed only the $2^{nd}\;and\;3^{rd}$ harmonics to obtain the high efficiency with simple harmonic control circuit. In order to design the harmonic control circuit accurately, we extracted the bonding wire inductance and drain-source capacitance which are dominant parasitic and package effect components of the device. And then, we have fabricated the class-F amplifier. The measured drain and power-added efficiency are 65.1 % and 60,3 %, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.105-105
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• 2012

본 논문에서는 전세계적으로 차세대 에너지절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN 소자의 연구개발 동향에 관하여 발표하고자 한다. GaN 반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$)등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. 고출력용 GaN RF 전력증폭 소자의 전력밀도는 기존 Si-기반 LDMOS 트랜지스터보다 10배 이상 높아 제품의 소형화와 경량화를 통하여 30% 이상의 전력절감이 가능하며, 레이더, 위성등 송수신 트랜시버 모듈에 GaN 전력증폭기를 이용할 경우 기존 GaAs-기반 전력증폭기에 비하여 높은 전력밀도(>x8)와 높은 효율(>20%)로 인하여 모듈 크기를 50% 이상 줄임과 동시에 경량화를 이룰 수 있어 비행기, 위성등 탑재체의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있다. 고전력용 GaN 전력 스위칭 소자는 기존 Si-기반 IGBT에 비하여 스위칭 손실과 온-저항 손실이 낮아 30% 이상의 에너지 절감이 가능하다. 뿐만 아니라, 일본 도요타 자동차사의 보고에 의하면 HEV등 전기자동차의 DC-DC 부스터 컨버터나 DC-AC 인버터에 GaN 전력반도체를 적용할 경우 경량화, 변환효율 향상, 전용 냉각시스템을 제거할 수 있어 연료소모를 10% 이상 줄일 수 있어 연간 400불 이상의 에너지 절감 효과를 가진다. 이러한 에너지절감 효과는 미국, 유럽, 일본등 선진국을 중심으로 차세대 GaN 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 치열한 경쟁 구도의 구동력이 될 것이며, 본 논문을 통하여 GaN 반도체의 연구개발 방향과 상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2006.06b
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• pp.91-96
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• 2006

In this paper, the high efficiency Doherty power amplifier has been designed and realized for microwave applications. The Doherty amplifier has been implemented using silicon MRF 281 LOMOS FET. The RF performances of the Doherty power amplifier (a combination of a class AB carrier amplifier and a bias..tuned class C peaking amplifier) have been compared with those of a class AB amplifier alone. The realized Doherty power amplifier PldB output power has 33dBm at 2.3GHz frequency. Also the Doherty power amplifier shows 11dB gain and -17.8dB input return loss at 2.3GHz to 2.4GHz. The designed Doherty amplifier has been improved the average PAE by 10% higher efficiency than a class AB amplifier alone. The Maximum PAE of designed Doherty power amplifier has been 39%.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.45 no.8
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• pp.53-59
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• 2008

In this paper, a novel dual-band high-efficiency class-F power amplifier using the composite right/left-handed (CRLH) transmission lines (TLs) has been realized with one RF Si lateral diffusion metal-oxide-semiconductor field effect transistor (LDMOSFET). The CRLH TL can lead to metamaterial transmission line with the dual-band tuning capability. The dual-band operation of the CRLH TL is achieved by the frequency offset and the nonlinear phase slope of the CRLH TL for the matching network of the power amplifier. Because the control of the all harmonic components is very difficult in dual-band, we have managed only the second- and third-harmonics to obtain the high efficiency with the CRLH TL in dual-band. Also, the proposed power amplifier has been realized by using the harmonic control circuit for not only the output matching network, but also the input matching network for better efficiency. Two operating frequencies are chosen at 880 MHz and 1920 MHz in this work. The measured results show that the output power of 39.83 dBm and 35.17 dBm was obtained at 880 MHz and 1920 MHz, respectively. At this point, we have obtained the power-added efficiency (PAE) of 79.536 % and 44.04 % at two operation frequencies, respectively.