• Title/Summary/Keyword: Power added efficiency

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Design of High Efficiency CMOS Class E Power Amplifier for Bluetooth Applications

  • Chae Seung Hwan;Choi Young Shig;Choi Hyuk Hwan;Kim Sung Woo;Kwon Tae Ha
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.499-502
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    • 2004
  • A two-stage Class E power amplifier operated at 2.44GHz is designed in 0.25-$\mu$m CMOS process for Class-l Bluetooth application. The power amplifier employs c1ass-E topology to exploit its soft-switching property for high efficiency. A preamplifter with common-mode configuration is used to drive the output-stage of Class-E type. The amplifier delivers 20-dBm output power with 70$\%$ PAE (power -added-efficiency) at 2-V supply voltage.

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Modified Materka Model를 이용한 4H-SiC MESFET 대신호 모델링 (4H-SiC MESFET Large Signal Modeling using Modified Materka Model)

  • 이수웅;송남진;범진욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.890-898
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    • 2001
  • Modified Materka-Kacprzak 대신호 MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transistor) model을 사용하여 4H-SiC MESFET의 대신호 모델링을 수행하였다. Silvaco사의 소자 시뮬레이터인 ATLAS를 사용하여 4H-SiC MESFET 소자 시뮬레이션을 수행하고, 이 결과를 modified Materka 대신호 모델을 사용하여 모델링 하였다. 시뮬레이션 및 모델링 결과는 -8 V의 pinch off 전압과 $V_{GS}$ =0 V, $V_{DS}$ =25 V에서 $I_{DSS}$270 mA/mm, $G_{m}$ =52.8 ms/mm를 얻을 수 있었고, 전력 특성 시뮬레이션을 통해 2GHz, $V_{GS}$ =-4V, $V_{DS}$ =25 V에서 10dB의 Gain과 34dBm(1 dB compression point)의 출력전력, 7.6W/mm의 전력밀도, 37%의 PAE(power added efficiency)를 얻을 수 있었다.다.

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Digitally-Controlled Dynamic Bias Switching을 이용한 LTE 기지국용 전력증폭기의 효율 개선 (Efficiency Improvement of Power Amplifier Using a Digitally-Controlled Dynamic Bias Switching for LTE Base Station)

  • 서민철;이성준;박봉혁;양영구
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권8호
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    • pp.795-801
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    • 2014
  • 본 논문에서는 2.6 GHz에 설계된 고출력 전력증폭기에 DDBS(Digitally-controlled Dynamic Bias Switching)를 적용하여 평균 전력에서 효율을 개선하였다. DBS는 제어 신호에 따라 전력 증폭기에 두 단계의 드레인 전압을 인가하여 효율을 개선하는 기술이다. DBS의 제어 신호를 디지털로 처리하여 제어가 매우 용이하였다. 2.6 GHz의 중심 주파수와 10 MHz 대역폭, 9.5 dB의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 갖는 64 QAM FDD LTE 신호를 사용하여 측정한 결과, DDBS를 적용하여 전력증폭기의 PAE(Power-Added Efficiency)을 평균 전력 43 dBm에서 40.9 %에서 48 %로 증가시켰다.

2.14-GHz 대역 고효율 Class-F 전력 증폭기 개발 (Development of a 2.14-GHz High Efficiency Class-F Power Amplifier)

  • 김정준;문정환;김장헌;김일두;전명수;김범만
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.873-879
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    • 2007
  • 본 논문에서는 Freescale사의 Si-LDMOSFET 4-W 소자를 이용하여 고효율 class-F 전력 증폭기를 구현하였다. Class-F 전력 증폭기를 구현하는데 있어서 모든 하모닉 성분들에 대해 원하는 임피던스를 갖도록 조정하기는 불가능하기 때문에 2차와3차 하모닉 성분만을 조율하여 회로의 간결함과 동시에 상대적으로 높은 효율을 얻을 수 있었다. 또한, 본 논문에 설계된 증폭기는 보다 정확하게 하모닉 성분을 조율하기 위해, LDMOSFET의 대신 호 등가 모델에서 가장 큰 영향을 미치는 drain-source capacitance(Cds)와 bonding inductance(Lb)를 추출하여 하모닉 조율 회로를 설계하였다 제작된 고효율 class-F 전력 증폭기의 측정 결과 drain-efficiency(DE) 65.1%, power-added-efficiency(PAE) 60.3%의 효율을 얻을 수 있었다.

낮은 드레인 전압을 가지는 13.56 MHz 고효율 Class E 전력증폭기 (13.56 MHz High Efficiency Class E Power Amplifier with Low Drain Voltage)

  • 이예린;정진호
    • 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.

Platinum and carbon nano tube addition in carbon black counter electrode for dye-sensitized solar cells

  • Lee, Su Young;Kim, Sang Ho
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.229-230
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    • 2012
  • Platinum (Pt) has been commonly used as a counter electrode material in dye-sensitized solar cells, because it has high catalytic activity and electric conductivity as well as chemical inertness with iodide electrolyte. However, Pt is too expensive to be commercialized. Therefore, in the present study, carbon black counter electrode with Pt and carbon nano tube (CNT) was investigated. The power conversion efficiency with Pt added carbon black electrode was lower than hat of pure Pt electrode which was 6.47 %. By adding 3 wt% Pt to the carbon black counter electrode, the power conversion efficiency was maximized at 5.88 %. On them, additional adding of 1 wt % CNT, the power conversion efficiency (${\eta}$)wasincreasedupto6.21%. The reason of power conversion efficiency improvement with a proper amount of Pt and CNT was examined by comparing the impedance properties measured using EIS.

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Class E Power Amplifiers using High-Q Inductors for Loosely Coupled Wireless Power Transfer System

  • Yang, Jong-Ryul;Kim, Jinwook;Park, Young-Jin
    • 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.

유채혼합유를 사용하는 기관에서 초음파에너지의 영향 (Effect of Ultrasonic Energy in the Engine using Diesel Fuel Blended Rape-seed Oil)

  • 권기린;고경남
    • 동력기계공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.5-10
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    • 2005
  • The effect of ultrasonic energy for diesel fuel and blend oil has been revealed in this paper. The experimental setup consisted of a high speed diesel engine with 4 cylinder, dynamometer and ultrasonic fuel feeding system. Ultrasonic energy was added to diesel fuel and blend oil, which is a blend of diesel fuel and rape-seed oil. As engine speed was changed, engine torque and power, brake specific fuel consumption and thermal efficiency were measured in detail. As the results, by adding ultrasonic energy to diesel fuel and blend oil, the engine performance was improved in range of the experiment. The effect of improvement on brake specific fuel consumption and thermal efficiency for blend oil is higher than that for diesel fuel. When ultrasonic energy was added to diesel fuel or blend oil, a rise in engine torque for diesel fuel was higher than that for blend oil, but the effect of ultrasonic energy was small. From these results, it may be desirable to add ultrasonic energy to blend oil for the use of blend oil to diesel engine.

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고조파 정합 기법을 이용한 고효율 GaN HEMT 전력 증폭기 (High Efficiency GaN HEMT Power Amplifier Using Harmonic Matching Technique)

  • 진태훈;권태엽;정진호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.53-61
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    • 2014
  • 본 논문에서는 고조파 정합 기법을 이용하여 고효율 GaN HEMT 전력 증폭기를 설계 및 제작하고, 그 특성을 측정하였다. 고효율 특성을 얻기 위해 고조파 로드풀 시뮬레이션을 활용하였다. 즉, 기본 주파수뿐만 아니라 2차, 3차 등의 고조파에서 최적의 부하 임피던스를 찾아내었다. 이러한 고조파 로드풀 시뮬레이션 결과를 바탕으로 출력 정합 회로를 설계하였다. 제작한 전력 증폭기는 중심 주파수 1.85 GHz에서 선형 전력 이득 20 dB 및 33.7 dBm의 $P_{1dB}$(1 dB gain compression point) 특성을 보였다. 그리고, 출력 전력 38.6 dBm에서 80.9 %의 최대 전력 부가 효율(Power Added Efficiency: PAE)을 나타냈으며, 이는 기존에 설계된 고효율 전력 증폭기와 비교했을 때 아주 우수한 효율 특성이다. 또한, W-CDMA 신호입력에 대한 측정 결과, 28.4 dBm의 평균 출력 전력에서 27.8 %의 PAE와 5 MHz offset 주파수에서 -38.8 dBc의 ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio)을 보였다. 그리고, 다항식 맞춤 방식의 디지털 전치 왜곡(Digital Predistortion: DPD) 선형화 알고리듬을 구현하여 제작된 전력 증폭기의 ACLR을 6.2 dB 정도 향상시킬 수 있었다.

1.9-GHz CMOS Power Amplifier using Adaptive Biasing Technique at AC Ground

  • Kang, Inseong;Yoo, Jinho;Park, Changkun
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제17권4호
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    • pp.285-289
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    • 2019
  • A 1.9-GHz linear CMOS power amplifier is presented. An adaptive bias circuit (ABC) that utilizes an AC ground to detect the power level of the input signal is proposed to enhance the linearity and efficiency of the power amplifier. The ABC utilizes the second harmonic component as the input to mitigate the distortion of the fundamental signal. The input power level of the ABC was detected at the AC ground located at the VDD node of the power amplifier. The output of the ABC was fed into the inputs of the power stage. The input signal distortion was mitigated by detecting the input power level at the AC ground. The power amplifier was designed using a 180 nm RFCMOS process to evaluate the feasibility of the application of the proposed ABC in the power amplifier. The measured output power and power-added efficiency were improved by 1.7 dB and 2.9%, respectively.