This paper presents a Si power LDMOSFET for power amplifiers in the 1.8-2.2GHz frequency range for the base station of personal communication systems. To improve the cut-off frequency, the proposed Si power LDMOSFET has small gate to drain capacitance by shielding the electric fields with extended source electrode and forming the field oxide structure in drain region. The proposed Si power LDMOSFET can be used for a power amplifier and it has 32% of power added efficiency and 39.5dBm of output power when the supply voltage is 28V and the operating frequency is 1.9GHz.
본 논문은 6.78 MHz무선전력전송 송신기의 전송 효율을 높이고 송수신 코일 간격 변화에도 안정적 특성을 확보하기 위해 전류 모드 클래스 D 전력증폭기를 설계한다. 선형증폭기의 이론적인 효율을 제한하는 트랜지스터의 기생 커패시터 성분에 의한 손실을 적게 만들어 전력증폭기의 효율을 향상시킨다. 회로 설계 시뮬레이터를 이용하여 고효율 증폭기를 설계하고 부하 임피던스 변화에 따른 전력 출력, 효율 특성을 시뮬레이션하여 검증하였다. 시뮬레이션에서 DC 바이어스 30 V일 때 42.1 dBm의 출력과 95%의 효율을 갖도록 설계하였다. 전력증폭기를 제작하여 42.1 dBm (16 W)의 출력에서 91%의 효율을 보였다. 드론 무선전력전송에 적용될 송수신 코일을 제작하였으며, 송수신 코일 간격에 따른 부하변화에 따라 전력부가효율이 최대 88% 이고 출력전력 $42.1dBm{\pm}1.7dB$의 특성을 나타내었다.
고효율 및 고선형 특성이 요구되는 휴대용 PCS 단말기를 위한 전력증폭기 모율을 구현하였다. 시스템의 요구 사양을 만족시킴 수 있는 능동 소자(MESFET)를 선택하고 이의 대신호 등가모형을 추출하여 모율을 설계하였다. 모둘은 동삭 주파수 1750-1780 MHz에서 동작하는 저속 보행자용과 고속 차량용의 2가지 종류로 구현하였다. 지속 보행자용 모플은 드레인 바이어스 3.6 V 하에서 출력 전력 23.2 dBm, 효율 34 %, 이득 22.2 dB과 $IMD_3$ 31dBc의 특성을 얻었고, 고속 이동용 모율은 드레인 바이어스 4.2 V 하에서 출력 전력 27.2 dBm, 효율 3 33 %, 이득 21.3 dB과 IMD, 31 dBc의 특성을 얻을 수 있었다 이 전력증폭기 모듈들은 PCS 단말기의 요구 사양을 만족시키는 우수한 특성을 가졌다.
The generation cost of photo voltaic is the most expensive among the renewable energy. To reduce the generation cost of photo voltaic, the proposed method added the regeneration power of elevator. Therefore we have the simulation results the proposed method is 60[%] higher than the previous photo voltaic generation for efficiency of generation.
고효율과 고선형성을 갖는 DMB CMOS 전력증폭기가 제안되어 있다. 이 논문에서는 0.13-um 표준 CMOS 공정이 적용되어졌고 제안된 전력증폭기의 모든 구성 소자는 출력 정합 회로망과 적응형 바이어스 조절 회로를 포함하여 하나의 칩속에 완전히 집적되어졌다. 효율과 선형성을 동시에 개선시키기 위하여 적응형 바이어스 조절 회로가 드레인 노드에 위치한 2차 고조파 종단 회로와 함께 적용되어졌다. 전력증폭기는 각각 16.64 dBm의 $P_{1dB}$, 38.31 %의 효율 (PAE), 그리고 24.64 dB의 출력 이득을 보였다. 3차 혼변조왜곡 (IMD3)과 5차 혼변조왜곡 (IMD5)은 각각 -24.122 dBc, -37.156 dBc 이다.
본 논문에서는 220 V의 AC 전원을 공급받아 13.56 MHz의 RF 신호를 출력하는 고효율, 고출력 Class E 전력송신기를 설계하였다. 송신기는 AC-DC 변환기와 class E 전력 증폭기로 구성된다. 설계된 AC-DC 변환기는 220V/60 Hz의 가정용 전원을 공급 받아서 약 290 V의 DC 전압을 출력한다. 이때, AC-DC 변환기는 98.03 %의 매우 높은 변환 효율을 가진다. 변환 효율을 최대로 하기 위하여 별도의 DC-DC 변환기를 사용하지 않고, AC-DC 변환기의 출력 전압을 주 전력 증폭기의 드레인 바이어스 전압으로 사용하였다. 또한, class E 전력 증폭기의 전력손실을 최소화하기 위해 high-Q 인덕터를 제작하였다. 측정 결과, 13.56 MHz에서 동작하는 class E 전력 증폭기는 최대 출력 전력 323.6 Watt에서 84.2 %의 PAE(Power-Added Efficiency)를 가진다. AC-DC 변환기를 포함한 class E 전력 송신기는 323.6 Watt에서 82.87 %의 매우 높은 효율 특성을 나타낸다.
In this paper, we present an efficiency extension of Doherty power amplifier using LDMOS FET devices with different peak output powers and an unequal power divider. The amplifier is designed by using a MRF21045 with P1 dB of 45 W as the main amplifier biased for Class-AB operation and a MRF21090 with P1 dB of 90 W as the peaking amplifier biased for Class-C operation. The input power is divided into a 1:1.5 power ratio between the main and peaking amplifier. The simulated results of the proposed Doherty amplifier shows an efficiency improvement of approximately 19 % in comparison to the class-AB amplifier at an output power of 42.5 dBm. The fabricated Doherty amplifier obtained a PAE of 33.68 % at 9 dB backed off from P1 dB of 51.5 dBm.
본 논문은 LDMOS(laterally diffused metal oxide semiconductor)를 이용하여 동작점 Class J를 적용하고, 2차 하모닉 임피던스가 리액턴스 임피던스가 되도록 출력 정합회로를 최적화하여 고효율 전력증폭기를 설계 하였다. 설계한 전력증폭기는 주파수가 108 ~ 110 MHz에서, 전력부가효율(PAE; power added efficiency)은 PSAT 출력(54.5 dBm)에서 71.5%, P1dB 출력(51.5 dBm)에서 55.5%, 그리고 45 dBm에서 24.38%의 특성을 보였다. 공간변조 방식에서의 기준 신호인 CSB(carrier with sideband) 전력증폭기는 운용 출력이 45 dBm ~ 35 dBm이며, 그 출력에서 선형적인 SDM(sum in the depth of modulation) 특성(40% ± 0.3%)을 얻었다. 전력증폭기의 바이어스 동작점에 따른 진폭 변조도 특성를 측정하고, 선형적인 변조도 특성을 얻을 수 있는 최적의 동작점을 제안한다.
본 논문에서는 이중 바이어스 조절과 PBG 구조를 이용하여 Doherty 증폭기의 효율과 선형성을 개선하였다. PBG 구조를 출력 정합회로에 구현하였으며, 이중 바이어스 조절을 Carrier Amplifier에 적용하여 낮은 입력레벨에서도 Doherty 증폭기의 효율을 개선 할 수 있었다. 제안된 구조를 이용한 Doherty 증폭기는 기존의 전력증폭기에 비해 PAE는 8 %, IMD3는 -5 dBc 개선하고, 모든 입력전력레벨에서 30 % 이상의 고효율을 가질 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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