• 제목/요약/키워드: RF Amplifier

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자동 이득제어 루프를 이용한 CMOS RF 전력 검출기 (A CMOS RF Power Detector Using an AGC Loop)

  • 이동열;김종선
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권11호
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    • pp.101-106
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    • 2014
  • 본 논문에서는 자동 이득 제어 회로를 이용한 와이드 다이나믹 레인지 RF root-mean-square (RMS) 전력 검출기를 소개한다. 제안하는 자동 이득 제어는 voltage gain amplifier (VGA), RMS 변환 블록, 이득 조절 블록으로 구성되어 있다. VGA는 dB-linear한 이득 관계를 갖는 캐스코드 VGA를 사용하였다. 제안하는 RMS 변환은 입력 신호 전 파장의 제곱 변환을 이용하여 RMS에 비례하는 DC 전압을 출력한다. 제안하는 RMS 전력 검출기는 500MHz에서 5GHz에서 작동하며 검출 범위는 0 dBm에서 -70dBm 이상의 신호를 -4.53 mV/dBm의 비율로 검출한다. 제안하는 RMS 전력 검출기는 TSMC 65nm 공정을 사용하여 설계되었으며 1.2V에서 5mW의 전력소비를 갖는다. 칩 레이아웃 면적은 $0.0097mm^2$이다.

RF 트랜스포머를 사용한 광대역 전력증폭기 설계 (Broadband power amplifier design utilizing RF transformer)

  • 김욱현;우제욱;전주영
    • 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.

LTE-Advanced 표준을 지원하는 0.13-μm CMOS RF Front-end transmitter 설계 (A 0.13-μm CMOS RF Front-End Transmitter For LTE-Advanced Systems)

  • 김종명;김창완
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.1009-1014
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    • 2012
  • 본 논문은 LTE-Advanced 시스템에 적용할 수 있는 2,500 MHz~2,570 MHz 대역 0.13-${\mu}m$ CMOS RF front-end 송신기를 제안하며 I/Q 상향주파수변환기와 구동증폭기로 구성되어있다. 상향주파수변환기는 우수한 선형특성을 얻기 위해 공진회로를 부하로 사용하였으며 국부발진신호의 누설을 줄이기 위해 전류 보상회로를 사용하였다. 또한, 제안하는 구동증폭기는 높은 전류 효율과 우수한 선형특성을 확보하기 위해 Class AB 바이어스 상태로 설계되었다. 측정 결과 제안하는 RF front-end 송신기는 최대 +6 dBm의 출력 파워를 제공하며, +0 dBm 출력 시 이미지 신호 및 국부 발진 누설 신호와 40 dBc의 차이를 보인다. 제작된 칩은 1.2 V의 공급 전압으로부터 36 mA 전류를 소모한다.

Design and Analysis of 2 GHz Low Noise Amplifier Layout in 0.13um RF CMOS

  • Lee, Miyoung
    • 한국정보기술학회 영문논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.37-43
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    • 2020
  • This paper presents analysis of passive metal interconnection of the LNA block in CMOS integrated circuit. The performance of circuit is affected by the geometry of RF signal path. To investigate the effect of interconnection lines, a cascode LNA is designed, and circuit simulations with full-wave electromagnetic (EM) simulations are executed for different positions of a component. As the results, the position of an external capacitor (Cex) changes the parasitic capacitance of electric coupling; the placement of component affects the circuit performance. This analysis of interconnection line is helpful to analyze the amount of electromagnetic coupling between the lines, and useful to choose the signal path in the layout design. The target of this work is the RF LNA enabling the seamless connection of wireless data network and the following standards have to be supported in multi-band (WCDMA: 2.11~ 2.17 GHz, CDMA200 1x : 1.84~1.87 GHz, WiBro : 2.3~2.4GHz) mobile application. This work has been simulated and verified by Cadence spectre RF tool and Ansoft HFSS. And also, this work has been implemented in a 0.13um RF CMOS technology process.

RF전력 증폭기의 온도 변화에 따른 Drain 전류변동 억제를 위한 능동 바이어스 회로의 구현 및 특성 측정 (The RF Power Amplifier Using Active Biasing Circuit for Suppression Drain Current under Variation Temperature)

  • 조희제;전중성;심준환;강인호;예병덕;홍창희
    • 한국항해항만학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.81-86
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    • 2003
  • 본 논문은 초고주파 전력증폭기용 LDMOS(Lateral double-diffused MOS) MRF-21060소자의 게이트 바이어스 전압을 조절하여 온도 변화에 따른 드레인(Drain) 전류의 변화를 억제하기 위한 PNP 트랜지스터를 사용하여 능도 바이어스 회로 구현하였다. MRF-21060을 구동하기 위한 방법으로서는 AH1과 평형증폭기인 A11을 사용하여 구동 증폭단을 설계.제작하였다. 제작된 5W 초고주파 전력증폭기는 0~$60^{\circ}C$까지의 온도변화에 대하여 소모전류 변화량이 수동 바이어스 회로에서 0.5A로 높은 반면, 능동 바이어스 회로에서는 0.1A이하의 우수한 특성을 얻었다. 전력증폭기는 2.11~2.17GHz주파수 대역에서 32dB 이상의 이득과 $\pm$0.09dB이하의 이득 평탄도가 나타났으며, -19dB이하의 입.출력 반사손실을 가진다.

K/Ka밴드 응용을 위한 완전집적화 고성능 광대역 증폭기 MMIC (A Fully-integrated High Performance Broadb and Amplifier MMIC for K/Ka Band Applications)

  • 윤영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권7호
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    • pp.1429-1435
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    • 2004
  • 본 논문에서는 DC 바이어스 소자와 정전파괴 보호회로를 MMIC상에 모두 내장한 완전집적화 K/Ka밴드 광대역 증폭기 MMIC를 제작하였으며, 따라서 MMTC의 동작을 위해서는 프린트기판상의 외부소자가 불필요하였다 DC 바이어스 용량성소자로서는, 소형의 SrTiO3 (STO) 커패시터를 MMIC 내부에 집적하였으며, DC feed 소자로서는 소형의 LC병렬공진회로를 집적하였다. 그리고 정전파괴방지를 위해서는 소형의 LC병렬공진 정전파괴 보호회로를 MMIC의 입출력부에 내장하였다. 정전파괴 보호회로에 의해 정전파괴전압은 10 V에서 300 V까지 개선되었다. 광대역에 걸쳐서 양호한 RF특성과 안정도를 보장하기 위해서, 프리매칭 기법과 RC병렬 안정화 회로가 이용되었다. 제작된 MMIC는 K/Ka 밴드의 광대역(17-28 GHz)에 걸쳐서 $20{\pm}2$ dB의 전력이득, $21{\pm}1.5$ dBm의 1dB 이득 압축점 (P1dB)의 양호한 RF특성을 보였다. 그리고 제작된 MMIC로부터 DC에서 동작주파수이상의 광대역에 걸쳐서 안정화 특성을 관찰 할 수 있었다. 제작된 MMIC의 면적은 $1.7{\pm}0.8$ mm2이었다.

전파흡수체에 의한 전력증폭기의 혼변조 신호의 개선 효과에 관한 연구 (A study on Improving Intermodulaton Signal of the RF Power Amplifier Using Microwave Absorber)

  • 양승국;전중성;김민정;예병덕;김동일
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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    • pp.92-96
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    • 2003
  • 본 논문에서는 IMT-2000 기지국용 30 W 전력증폭기를 구현하고 전파흡수체를 사용하여 발진과 상호간섭에 의한 신호의 왜곡을 제거하므로써 이득평탄도 및 상호 변조 왜곡을 개선하였다. 사용된 전파흡수체의 흡수능은 3.6 ㎓ 대역에서 -10 ㏈ 이하, 2.3 ㎓ 대역에서 -4 ㏈ 이하가 측정되었다. 기존의 전력증폭기의 특성을 측정한 결과 이득은 57.37 ㏈(측정시 40 ㏈ 감쇠기 부가) 이상, 이득평탄도는$\pm$0.33 ㏈ 였으며, 출력의 세기가 33.3 W 일 때 IMD 특성은 27 ㏈c 로 나타났다. 한편 전력증폭기의 최종단인 고출력 전력결합기 부분에 전파흡수체를 부착한 후의 이득은 약 58.43 ㏈(측정시 40 ㏈ 감쇠기 부가) 이상, 이득평탄도는 $\pm$0.0935 ㏈ 가 나타났으며, 출력이 33.3 W 일때 3차 IMD 성분은 약 29 ㏈c 였다. 측정 결과 전파흡수체를 사용하였을 경우와 사용하지 않았을 경우 이득은 1 ㏈, 이득평탄도는 0.3 ㏈, IMD 특성은 1.77 ㏈c 가 각각 개선됨을 확인하였다.

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IMT-2000 단말기용 RF 수신모듈 설계 및 제작 (Design and Fabrication of RF Receiver Module for IMT-2000 Handset)

  • 황치전;이규복;박인식;박규호;박종철
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.817-820
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    • 1999
  • In this paper, we describes RF receiver module for IMT-2000 handset with 5MHz channel bandwidth. The fabricated RF receiver module consists of Low Noise Amplifier-, RF SAW filter, Down-converter, IF SAW filter, AGC and PLL Synthesizer. The NF and IIP3 of LNA is 0.8㏈, 3㏈m at 2.14㎓, conversion gain of downconverter is l0㏈, dynamic range of AGC is 80㏈, and phase noise of PLL is -100 ㏈m, at 100KHz. The receiver sensitivity is -110㏈m, adjacent channel selectivity is -48㏈m.

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INMARSAT-C형 위성통신단말기를 위한 안정한 20 Watt 고출력 증폭기에 관한 연구 (A Study on the Stable 20 Watt High Power Amplifier for INMARSAT-C)

  • 전중성;김동일;배정철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.281-290
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    • 1999
  • 본 논문에서는 INMARSAT-C형 송신기에 사용되는 L-BAND(1626.5-1646.5 MHz)용 고출력 증폭기(High Power Amplifier)를 연구 개발하였다. 제작의 간편성 때문에 전체 고출력증폭기를 크게 구동증폭단과 전력증폭단 두 부분으로 나누어 구현하였으며, 전력증폭부를 구동하기 위한 구동단은 HP사의 AT-41486을 사용하였으며, 전력증폭단은 SGS-THOMSON사의 STM1645를 사용하여 RF부와 온도보상회로를 함께 집적화하였다. 제작된 고출력증폭기는 20 MHz대역폭 내에서 소신호 이득이 36 dB 이상, 입ㆍ출력 정재파비는 1.5:1 이하이었다. 1636.5 MHz 주파수에 대해 출력전력은 42.2 dBm이상으로서 설계시 목표로 했던 출력전력 20 Watt를 얻었다.

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An Ultra Wideband Low Noise Amplifier in 0.18 μm RF CMOS Technology

  • Jung Ji-Hak;Yun Tae-Yeoul;Choi Jae-Hoon
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제5권3호
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    • pp.112-116
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    • 2005
  • This paper presents a broadband two-stage low noise amplifier(LNA) operating from 3 to 10 GHz, designed with 0.18 ${\mu}m$ RF CMOS technology, The cascode feedback topology and broadband matching technique are used to achieve broadband performance and input/output matching characteristics. The proposed UWB LNA results in the low noise figure(NF) of 3.4 dB, input/output return loss($S_{11}/S_{22}$) of lower than -10 dB, and power gain of 14.5 dB with gain flatness of $\pm$1 -dB within the required bandwidth. The input-referred third-order intercept point($IIP_3$) and the input-referred 1-dB compression point($P_{ldB}$) are -7 dBm and -17 dBm, respectively.