• 제목/요약/키워드: Switching-Mode Amplifier

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W-CDMA 단말기용 고효율 다중 모드 Balanced 전력증폭기 (A Highly Efficient Multi-Mode Balanced Power Amplifier for W-CDMA Handset Applications)

  • 김운하;박성환;박홍종;권영우;김정현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.606-612
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    • 2012
  • W-CDMA 단말기에 적용 가능한 고효율 다중 모드 balanced 전력증폭기 구조를 제안하였다. 제안된 전력증폭기는 2단 증폭기로 구성되었고, 낮은 전력 영역 및 중간 전력 영역에서 효율을 증가시키기 위해 stage-bypass 기법과 부하 임피던스 스위칭 기법이 적용되었다. 이를 통해 4가지의 고효율 전력 모드를 구현하였으며, 제안된 구조를 실험적으로 검증하기 위해 GaAs HBT 전력증폭기를 설계 및 제작하였고, 측정하였다.

GaN HEMT를 이용한 스위칭 모드 전력증폭기 설계 및 전력증폭기의 Ruggedness 특성 분석 (The Design of Switching-Mode Power Amplifier and Ruggedness Characteristics Analysis of Power Amplifier Using GaN HEMT)

  • 최길웅;이복형;김형주;김상훈;최진주;김동환;김선주
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.394-402
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    • 2013
  • 본 논문은 GaN(Gallium Nitride) HEMT(High Electron Mobility Transistor)를 이용한 S대역 레이더용 전력증폭기 설계하고 제작된 스위칭 모드 전력증폭기의 ruggedness 시험에 관련된 내용을 기술하였다. 고효율 특성을 위해 전력증폭기를 Class-F로 설계하였으며, 측정을 위한 입력 신호는 $100{\mu}s$의 pulse width 및 10 %의 duty cycle인 pulse 신호를 사용하였다. 제작된 Class-F 전력증폭기의 중심 주파수에서 측정한 결과, 8.7 dB의 전력 이득과 42 dBm의 출력 전력, 54.2 %의 전력 부가 효율(PAE) 및 62.6 %의 드레인 효율이 측정되었다. 또한, 전력증폭기의 신뢰성 시험의 일환으로 Ruggedness 시험을 위한 실험 구성을 제안하고, VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 변화시켜 출력 전력과 효율을 측정하였다. 설계된 전력증폭기가 VSWR 변화에 따라 출력 전력 32.6~41.1 dBm까지 변화하고, 드레인 효율은 23.4~63 %까지 변하는 특성을 얻을 수 있었다.

CMOS Class-E 전력증폭기의 Cascode 구조에 대한 게이트바이어스 효과 분석 (Analysis of the Gate Bias Effects of the Cascode Structure for Class-E CMOS Power Amplifier)

  • 서동환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권6호
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    • pp.435-443
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    • 2017
  • 본 논문에서는 cascode 구조가 적용된 Class-E 스위칭 모드 CMOS 전력증폭기의 common-gate 트랜지스터 게이트 바이어스 효과에 대해 분석하였다. 게이트 바이어스 효과를 확인하기 위해서 전력증폭기의 DC 전력소모, 효율을 분석하였다. 분석 결과를 통해서 전력증폭기의 최고 효율을 보여주는 common-gate 트랜지스터의 게이트 바이어스가 일반적으로 사용하는 전력증폭기 전원 전압보다 낮음을 확인하였다. 트랜지스터의 게이트 바이어스가 계속 감소함에 따라 on-저항을 확인하여 커지고, 이에 따라 출력, 효율이 감소하는 것도 확인하였다. 이 두 가지 현상을 통해 게이트 바이어스가 스위칭 모드 전력증폭기에 미치는 영향을 분석하였다. 이 분석을 증명하기 위해서 $0.18{\mu}m$ RF CMOS 공정으로 1.9 GHz 스위칭 모드 전력증폭기를 설계하였다. 앞에서 설명한 것처럼 전력증폭기의 최대 효율은 전력증폭기의 인가 전압(3.3 V)보다 낮은 2.5 V에서 확인할 수 있었다. 이 때 최고 출력은 29.1 dBm, 최고 효율은 31.5 %이다. 측정 결과를 통해서 스위칭 모드 전력증폭기 common-gate 트랜지스터의 게이트 바이어스 효과를 실험적으로 확인하였다.

압전 세라믹 액추에이터를 위한 소형 고전압 구동 증폭기 개발 (Development of Compact High Voltage Driving Amplifier for Piezo Ceramic Actuator)

  • 김순철;한정호;이수영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.5409-5415
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    • 2012
  • 압전 세라믹 액추에이터는 스프레이, 디스펜서, 밸브제어와 같은 다양한 산업제품들에 응용된다. 압전 세라믹 소자의 기계적인 변위의 크기는 인가 전압의 크기에 의해 정해지므로, 압전 세라믹 액추에이터 구동을 위해서는 고전압 전원장치와 함께 전력증폭기가 필요하다. 본 논문에서는 간단하고 크기가 작은 H-브리지 형태의 전력증폭기와 플라이백 고전압 스위칭 모드 전원장치를 개발하였다. H-브리지 형태의 전력증폭기는 펄스폭 변조를 이용하여 압전 세라믹 액추에이터에 대한 에너지 입력의 크기를 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다.

A dual-path high linear amplifier for carrier aggregation

  • Kang, Dong-Woo;Choi, Jang-Hong
    • ETRI Journal
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    • 제42권5호
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    • pp.773-780
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    • 2020
  • A 40 nm complementary metal oxide semiconductor carrier-aggregated drive amplifier with high linearity is presented for sub-GHz Internet of Things applications. The proposed drive amplifier consists of two high linear amplifiers, which are composed of five differential cascode cells. Carrier aggregation can be achieved by switching on both the driver amplifiers simultaneously and combining the two independent signals in the current mode. The common gate bias of the cascode cells is selected to maximize the output 1 dB compression point (P1dB) to support high-linear wideband applications, and is used for the local supply voltage of digital circuitry for gain control. The proposed circuit achieved an output P1dB of 10.7 dBm with over 22.8 dBm of output 3rd-order intercept point up to 0.9 GHz and demonstrated a 55 dBc adjacent channel leakage ratio (ACLR) for the 802.11af with -5 dBm channel power. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of the wideband carrier-aggregated drive amplifier that achieves the highest ACLR performance.

밀리미터파(Ka 밴드) 복합모드 탐색기용 고출력 펄스형 진행파관 증폭기(TWTA) 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a High-Power Pulsed TWTA for Millimeter-Wave(Ka-Band) Multi-Mode Seeker)

  • 송성찬;김선기;이성욱;민성기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제30권4호
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    • pp.307-313
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    • 2019
  • Ka-대역 밀리미터파 복합모드 탐색기에 적용할 수 있는 진행파관 증폭기(traveling wave tube amplifier: TWTA)는 고전압생성부(high voltage power supply: HVPS), 변조부(grid modulator), 제어부(command & control), 고조파부(RF assembly)로 구성되는 고출력 펄스형 송신기이다. 펄스 반복 주파수(pulse repetition frequency: PRF)와 전원공급기 스위칭 주파수가 동기/가변되어 -17.9 kV 고전압을 생성하는 고전압 전원 공급기와 RF 펄스 변조를 위한 고속 그리드 스위칭 변조기를 설계하였다. 체적이 3.18 L로 소형화로 제작된 TWTA는 그리드 on/off 신호의 상승/하강시간이 최대 18.5 ns 이하 고속펄스 스위칭 특성을 가지고, 첨두전력은 564.9 W 이상으로 고출력 성능을 보였다. 또한 PRF와 PRF/2 범위 내에서 -68.4 dBc 이하의 우수한 불요파 성능을 확인하였다.

Wavelength-Tunable, Passively Mode-Locked Erbium-Doped Fiber Master-Oscillator Incorporating a Semiconductor Saturable Absorber Mirror

  • Vazquez-Zuniga, Luis A.;Jeong, Yoonchan
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권2호
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    • pp.117-129
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    • 2013
  • We briefly review the recent progress in passively mode-locked fiber lasers (PMLFLs) based on semiconductor saturable absorber mirrors (SESAMs) and discuss the detailed characterization of a SESAM-based, passively mode-locked erbium-doped fiber (EDF) laser operating in the 1.5-${\mu}m$ spectral range for various configurations. A simple and compact design of the laser cavity enables the PMLFL to generate either femtosecond or wavelength-tunable picosecond pulses with high stability as the intra-cavity filtering method is altered. All the cavities investigated in our experiments present self-starting, continuous-wave mode-locking with no Q-switching instabilities. The excellent stability of the source eventually enables the wavelength-tunable PMLFL to be used as a master oscillator for a power-amplifier source based on a large-core EDF, generating picosecond pulses of >10-kW peak power and >100-nJ pulse energy.

재구성 스위칭 매트릭스와 에러 보정회로를 포함한 4×4 다중 포트 증폭 시스템 (A 4×4 Multiport Amplifier System with Reconfigurable Switching Matrices and Error Calibration)

  • 이한림;박동훈;이원석;강승태;이문규;유종원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.637-645
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    • 2014
  • 본 논문에서는 재구성 가능한 스위칭 매트릭스와 위상 및 진폭 에러 보정회로를 포함하는 새로운 구조의 $4{\times}4$ 다중 포트 증폭(MPA) 시스템을 제안한다. 제안하는 재구성 스위칭 매트릭스는 MPA 시스템의 입출력 하이브리드 매트릭스 회로로 사용되며, 스위칭 매트릭스의 스위치 모드 조절을 통해 신호의 증폭에 사용될 증폭기의 개수 및 신호의 출력 방향, 출력 크기를 유동적으로 조절할 수 있다. 또한, 제안하는 MPA 시스템은 증폭기간의 위상 및 이득 오차를 최소화하기 위한 보정 회로를 포함하여, 각각의 신호 경로에 이상적인 위상 및 진폭 밸런스를 만들 수 있기에 MPA 최종 출력단의 포트간 격리도를 향상시키게 된다.

A Study on the Design of a Pulse-Width Modulation DC/DC Power Converter

  • Lho, Young-Hwan
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제11권3호
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    • pp.201-205
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    • 2010
  • DC/DC Switching power converters are commonly used to generate regulated DC output voltages with high-power efficiencies from different DC input sources. A switching converter utilizes one or more energy storage elements such as capacitors, or transformers to efficiently transfer energy from the input to the output at periodic intervals. The fundamental boost converter studied here consists of a power metal-oxide semiconductor field effect transistor switch, an inductor, a capacitor, a diode, and a pulse-width modulation circuit with oscillator, amplifier, and comparator. A buck converter containing a switched-mode power supply is also studied. In this paper, the electrical characteristics of DC/DC power converters are simulated by simulation program with integrated circuit emphasis (SPICE). Furthermore, power efficiency was analyzed based on the specifications of each component.

방향 절환이 자유로운 양방향 DC/DC 컨버터 개발 (Development of a Bidirectional DC/DC Converter with Smooth Transition Between Different Operation Modes)

  • 유창규;이우철
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제55권4호
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    • pp.224-230
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    • 2006
  • The conventional way to implement a bidirectional converter with boost/buck has been to use two general purpose PWM ICs with a single supply voltage. In this case, when one direction mode is in operation, the other is disabled and the output of the error amplifier of the disabled IC may be saturated to a maximum value or zero. Therefore, during mode transition, a circuit which can disable the switching operation for a certain time interval is required making it impossible to get a seamless transition. In this paper, the limitations of the conventional 42V/14V bi-directional DC/DC converter implemented with general current mode PWM ICs with a single supply voltage are reviewed and a new current mode PWM controller circuit with a dual voltage system is proposed. The validity of the proposed circuit is investigated through simulation. and experiments.