• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권2호
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• pp.105-107
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• 2017

The self-biasing circuit through a feedback resistor is applied to a gallium nitride (GaN) distributed power amplifier (PA) monolithic microwave circuit (MMIC). The self-biasing circuit is a useful scheme for biasing depletion-mode compound semiconductor devices with a negative gate bias voltage, and is widely used for common source amplifiers. However, the self-biasing circuit is rarely used for PAs, because the large DC power dissipation of the feedback resistor results in the degradation of output power and power efficiency. In this study, the feasibility of applying a self-biasing circuit through a feedback resistor to a GaN PA MMIC is examined by using the high operation voltage of GaN high-electron mobility transistors. The measured results of the proposed GaN PA are the average output power of 41.1 dBm and the average power added efficiency of 12.2% over the 6-16 GHz band.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.68-75
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• 2012

W-CDMA 단말기에 적용 가능한 balanced 전력증폭기의 load insensitivity 특성을 분석하였다. Balanced 전력증폭기 내부에 있는 두 평형(parallel) 증폭기의 부하 임피던스가 출력 부하 임피던스의 부정합(load impedance mismatch)에 따라 어떻게 변화하는지를 수식적으로 계산하였고, 이를 통해 선형성이 가장 취약한 반사 계수 위상을 조사하였다. 이 위상에서 balanced 전력증폭기는 출력단의 트랜지스터 면적을 적절히 증가시킬 경우 선형성이 개선될 수 있음을 제안하였고, 트랜지스터 면적이 서로 다른 복수개의 1단 balanced 전력증폭기를 설계하여 VSWR=4:1 반사 조건에서의 시뮬레이션을 통해 이를 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권10호
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• pp.895-902
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• 2012

본 논문에서는 비선형 전력증폭기(PA:power amplifier)의 AM/PM 비선형 왜곡특성을 포함하는 군 지연을 보상하는 새로운 등화기를 제안한다. 군 지연 특성은 각 주파수 성분에 따라 서로 다르게 나타나는 상수가 아닌 비선형 시간지연이다. 전력증폭기에서 발생되는 AM/PM 특성으로 인한 위상 왜곡 현상은 군 지연을 증가시키는 주요한 요인이다. 이러한 군 지연 왜곡으로 신호 성상도에서 신호는 퍼지면서 회전하게 된다. 위와 같은 문제점을 고려하여 각 주파수 성분에 따라 다르게 나타나는 비선형 시간지연을 정적인 군지연으로 구분하고, PA의 AM/PM 특성인 입력신호 크기에 따라서 위상 천이가 다르게 발생하는 것을 동적인 군 지연으로 구분한다. 정적인 군 지연은 주파수 영역에서 Type-Based 방법으로 위상 왜곡을 추정 및 보상하고 동적인 군 지연은 시간영역에서 위상회전을 보상한다. 제안된 군 지연 보상기법으로 전력증폭기의 AM/PM 특성을 포함한 군 지연 특성을 충분히 보상할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권3호
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• pp.284-292
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• 2014

This paper presents a characteristic evaluation of commercial gallium nitride (GaN) transistors having two different gate-lengths of $0.4-{\mu}m$ and $0.25-{\mu}m$ in the design of a class-S power amplifier (PA). Class-S PA is operated by a random pulse-width input signal from band-pass delta-sigma modulation and has to deal with harmonics that consider quantization noise. Although a transistor having a short gate-length has an advantage of efficient operation at higher frequency for harmonics of the pulse signal, several problems can arise, such as the cost and export license of a $0.25-{\mu}m$ transistor. The possibility of using a $0.4-{\mu}m$ transistor on a class-S PA at 955 MHz is evaluated by comparing the frequency characteristics of GaN transistors having two different gate-lengths and extracting the intrinsic parameters as a shape of the simplified switch-based model. In addition, the effectiveness of the switch model is evaluated by currentmode class-D (CMCD) simulation. Finally, device characteristics are compared in terms of current-mode class-S PA. The analyses of the CMCD PA reveal that although the efficiency of $0.4-{\mu}m$ transistor decreases more as the operating frequency increases from 955 MHz to 3,500 MHz due to the efficiency limitation at the higher frequency region, it shows similar power and efficiency of 41.6 dBm and 49%, respectively, at 955 MHz when compared to the $0.25-{\mu}m$ transistor.

• 전기학회논문지
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• 제61권3호
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• pp.437-441
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• 2012

In this paper, we have designed and manufactured 10MHz power source for the application of short distance wireless power transmission. The designed power source consists of a DDS(direct digital synthesizer) signal generator, a buffer driver and a balanced power amplifier. Short range wireless power transmission is usually carried out by near-field inductive coupling between source and load. The distance variation between source and load gives rise to the change of load impedance of power amplifier, which has effect on the operation of power amplifier. To overcome this problem due to load variation of power amplifier, we have adopted the balanced power amplifier using the quadrature hybrid implemented by lumped capacitors and a mutually coupled coil. The experiment results show the above 40dBm output power, frequency range of 9 to 11MHz, and total DC power consumption of 36W.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제37권2호
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• pp.83-90
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• 2000

본 논문에서는 IMT2000 중계기용으로 1.88-1.98 ㎓ 대역 전력증폭기를 저 가격, 소형으로 개발하였다. 이 전력증폭기는 두 단으로 구성되어 있으며 초단은 P-HEMT (ATF-34143, 800 micron gate width, Agilent Technologies)를 사용하였으며, 종단은 GaAs FET(EFA240D-SOT89, 2400 micron gate width, Excelics Semiconductor)를 사용하였다. 개발된 전력 증폭기는 전체 주파수 대역인 1880-1980 ㎒에서 이득이 29.5㏈, 1㏈ gain compression point는 29.5dBm, 3rd order intercept point(OIP3)는 42dBm 그리고 입출력 return loss는 -10㏈/-l2㏈ 이다. 본 연구에서는 이 전력 증폭기를 설계하기 위하여 각 소자의 비선형 모델을 사용하여 전력증폭기의 여러 가지 비선형 특성을 설계할 수 있었으며, 이 전력 증폭기의 크기는 42(L) x 34(W) mm으로 소형화가 가능하였다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2005년도 하계학술대회
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• pp.124-127
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• 2005

국내에서는 언제 어디서나 휴대용 단말을 이용하여 저렴한 요금으로 고속의 무선인터넷을 사용할 수 있는 휴대인터넷 서비스를 2006년부터 서비스 할 계획이다. 앞으로 서비스 될 WiBro 휴대인터넷 서비스 방식은 기존 이동통신 방식과 달리 RF 송신 주파수와 수신 주파수가 동일한 TDD (time division duplexing) 방식을 사용한다. WiBro 무선통신 기지국 장비에 있어서도 기존 CDMA 이동통신 기지국 장비에서와 마찬가지로 RF Power Amplifier (PA)가 매우 고가의 핵심 부품이라 할 수 있다. 물론, 기존 FDD (frequency division duplexing) 방식의 CDMA 기지국 PA와 달리 WiBro용 기지국 PA는 TDD 신호를 처리할 수 있는 새로운 기술을 필요로 한다. TDD 방식인 WiBro 기지국용으로 사용할 수 있는 새로운 2.3 GHz 42 W PA를 설계, 제작한 결과를 본 논문에서는 발표하고자 한다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권6호
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• pp.802-809
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• 2014

This paper presents a dual-mode bias modulator (BM) for complementary metal oxide semiconductor (CMOS) power amplifiers (PAs). The BM includes a hybrid buck converter and a normal buck converter for an envelope tracking (ET) mode for high output power and for an average power tracking (APT) mode for low output power, respectively. The dual-mode BM and CMOS PA are designed using a $0.18-{\mu}m$ CMOS process for the 1.75 GHz band. For the 16-QAM LTE signal with a peak-to-average power ratio of 7.3 dB and a bandwidth of 5 MHz, the PA with the ET mode exhibited a poweradded efficiency (PAE) of 39.2%, an EVM of 4.8%, a gain of 19.0 dB, and an adjacent channel leakage power ratio of -30 dBc at an average output power of 22 dBm, while the stand-alone PA has a PAE of 8% lower at the same condition. The PA with APT mode has a PAE of 21.3%, which is an improvement of 13.4% from that of the stand-alone PA at an output power of 13 dBm.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권2호
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• pp.235-245
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• 2014

This paper presents an envelope tracking power amplifier using a standard CMOS process for the 3GPP long-term evolution transmitters. An efficiency of the CMOS power amplifier for the modulated signals can be improved using a highly efficient and wideband CMOS bias modulator. The CMOS PA is based on a two-stage differential common-source structure for high gain and large voltage swing. The bias modulator is based on a hybrid buck converter which consists of a linear stage and a switching stage. The dynamic load condition according to the envelope signal level is taken into account for the bias modulator design. By applying the bias modulator to the power amplifier, an overall efficiency of 41.7 % was achieved at an output power of 24 dBm using the 16-QAM uplink LTE signal. It is 5.3 % points higher than that of the power amplifier alone at the same output power and linearity.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.456-461
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• 2022

본 논문에서는 차동 증폭기에 필수적으로 필요한 Radio frequency(RF) transformer(TF)을 활용하여 광대역 이득 특성을 가지는 2단 단일 종단 전력증폭기를 제시하였다. RF TF의 특징을 파악하고 광대역 특성을 가지도록 설계한 뒤 2단 전력증폭기의 단간(inter-stage) 임피던스 정합 회로에 적용함으로써 증폭기의 대역폭을 향상시킬 수 있다. 기존의 2단 단일 종단(Single-ended) 증폭기의 성능과 면적을 유지하면서 광대역 이득 특성을 얻을 수 있도록 단간 정합 회로를 Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC)와 다층 PCB에 구현하고 시뮬레이션을 통해 결과를 비교하였다. InGaP/GaAs HBT 모델을 사용하여 설계한 2단 전력증폭기 모듈을 시뮬레이션 한 결과 중심주파수 3.3GHz에서 기존의 전력증폭기가 11.2%의 fractional 대역폭을 보인 반면 제안된 설계 기법을 적용한 전력증폭기는 19.8%의 개선된 대역폭을 가짐을 확인하였다.