• 제목/요약/키워드: Low Power CMOS RF Amplifier

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1.9GHz CMOS RF 대역통과 증폭기의 설계 (The Design of A 1.9 GHz CMOS RF Bandpass Amplifier)

  • 류재우;주홍일유상
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.1121-1124
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    • 1998
  • A CMOS RF bandpass amplifier which performs both functions of low-noise amplifier and bandpass filter is designed for the application of 1.9 ㎓ RF front-end in wireless receivers. The positive-feedback Q-enhancement technique is used to overcome the low gain and low Q factor of the bandpass amplifier. The designed bandpass amplifier is simulated with HSPICE and fabricated using HYUNDAI $0.8\mu\textrm{m}$ CMOS 2-poly 2-metal full custom process. Under 3 V supply voltage, results of simulation show that the CMOS bandpass amplifier provides the power gain 23dB, noise figure 3.8 dB, and power dissipation 55mW.

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차량 추돌 방지 레이더용 24-GHz 전력 증폭기 설계 (Design of 24-GHz Power Amplifier for Automotive Collision Avoidance Radars)

  • 노석호;류지열
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.117-122
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    • 2016
  • 본 논문에서는 차량 추돌 방지 단거리 레이더용 24-GHz CMOS 고주파 전력 증폭기 (RF power amplifier)를 제안한다. 이러한 회로는 클래스-A 모드 증폭기로서 단간 (inter-stages) 공액 정합 (conjugate matching) 회로를 가진 공통-소스 단으로 구성되어 있다. 제안한 회로는 TSMC $0.13-{\mu}m$ 혼성신호/고주파 CMOS 공정 ($f_T/f_{MAX}=120/140GHz$)으로 설계하였다. 2볼트 전원전압에서 동작하며, 저전압 전원에서도 높은 전력 이득, 낮은 삽입 손실 및 낮은 음지수를 가지도록 설계되어 있다. 전체 칩 면적을 줄이기 위해 넓은 면적을 차지하는 실제 인덕터 대신 전송선(transmission line)을 이용하였다. 설계한 CMOS 고주파 전력 증폭기는 최근 발표된 연구결과에 비해 $0.1mm^2$의 가장 작은 칩 크기, 40mW의 가장 적은 소비전력, 26.5dB의 가장 높은 전력이득, 19.2dBm의 가장 높은 포화 출력 전력 및 17.2%의 가장 높은 최대 전력부가 효율 특성을 보였다.

ZigBee 응용을 위한 900MHz CMOS RF 송.수신기 구현 (Implementation of a CMOS RF Transceiver for 900MHz ZigBee Applications)

  • 권재관;박강엽;최우영;오원석
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권11호
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    • pp.175-184
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    • 2006
  • 본 논문은 ZigBee 응용을 위한 900MHz ISM 밴드용 RF 송 수신기 설계에 관한 기술이다. 수신단은 저잡음 증폭기, 하향믹서, 프로그래머블 이득증폭기, 밴드패스필터로 구성되며, 송신단은 밴드패스필터, 프로그래머블 이득증폭기, 상향믹서, 구동증폭기로 구성된다. 송 수신단은 Low-IF 구조를 사용하였다. 또한, 송 수신단을 구성하는 각각의 블록은 저전력 기술을 사용하여 전체적인 전류 소모를 줄였다. Post-레이아웃 시뮬레이션으로 전체 송 수신기의 성능을 검증하였으며, 0.18um RF CMOS 공정을 이용하여 칩으로 구현하였다. 측정결과 제작된 칩셋은 -92dBm의 최소 수신 입력 레벨을 갖으며, 0dBm의 선형적인 최대 송신 출력 레벨을 갖는다. 또한, 전력 소모는 32mW(@1.8VDD)이며, ESD 방지 다이오드 패드를 포함한 칩 면적은 $2.3mm{\times}2.5mm$이다.

2단 CMOS Class E RF 전력증폭기 (Two Stage CMOS Class E RF Power Amplifier)

  • 최혁환;김성우;임채성;오현숙;권태하
    • 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.

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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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.

다중 안테나 시스템을 위한 CMOS Class-E 전력증폭기의 효율 개선에 관한 연구 (Research on PAE of CMOS Class-E Power Amplifier For Multiple Antenna System)

  • 김형준;주진희;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권12호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 본 논문에서는 전력증폭기의 입력신호의 크기에 따라 CMOS class-E 전력증폭기의 게이트와 드레인의 바이어스 전압을 조절함으로써 낮은 출력전력에서도 80% 이상의 고효율 특성을 갖는 CMOS class-E 전력증폭기를 설계하였다. 입력신호의 포락선을 검파하여 전력증폭기의 바이어스 전압을 조절하는 방법을 이용하였고, 동작주파수는 2.14GHz, 출력전력은 22dBm에서 25dBm, 전력부가효율은 모든 입력전력레벨에서 80.15%에서 82.96%의 특성을 얻을 수 있었다.

The Analysis of Input Power Matching for CMOS RF Low Noise Amplifier Design

  • Choi, Seung-Il;Oh, Tae-Hyun;Jhon, Hee-Sauk;Shin, Hyung-Cheol
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.941-944
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    • 2005
  • In this paper, the analysis of input power matching for CMOS RF Low Noise Amplifier (LNA) design is introduced. With two input power matching techniques, the performance of LNAs is estimated according to gain and noise figure. This process can be expressed easily by theoretical method and using simulation. These analytical methods are useful in that they can provide enough insights for designing CMOS RF LNAs.

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PCS용 2.5V Si CMOS 저잡음 증폭기 설계 (Design of 2.5V Si CMOS LNA for PCS)

  • 김진석;원태영
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.129-132
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    • 2000
  • In this paper, a 1.8㎓ low noise amplifier was designed and simulated using 0.2$\mu\textrm{m}$ Si CMOS process. Noise characteristics and s parameters were extracted for the 300$\mu\textrm{m}$ gate width and 0.25$\mu\textrm{m}$ gate length NMOS transistors. For high available power gain, each stage was designed cascode type. It revealed available power gain of 23.5dB, noise figure of 2.0dB, power consumption of 15㎽ at 2.5V. It was shown that designed low noise amplifier had good RF performance. Designed Si CMOS LNA is expected to be used for RF front-end in transceiver.

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