• 반도체공학회 논문지
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• 제2권3호
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• pp.6-12
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• 2024

본 논문에서는 130nm CMOS 공정을 이용하여 제작된 2.4GHz 차동 캐스코드 전력 증폭기에 대한 연구를 제시하고 있다. 이 전력증폭기는 무선 전력 전송 응용을 위해 설계되었으며, 단일 종단 출력을 위한 발룬 트랜스포머 설계로 구성된 두 개의 차동 스테이지를 갖추고 있다. 출력 단 뿐만 아닌 각 단 사이의 전력 매칭을 위해 발룬 트랜스포머를 활용하고 있으며, 온도 보상이 가능한 바이어스 회로를 추가하여 2.4GHz 주파수 대역에서 안정적인 바이어스 전압을 유지한다. 이를 통해 TT/40℃에서 출력 전력은 21.75 dBm 이고 전력부가효율은 40.9%를 달성한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.403-409
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• 2013

본 논문에서는 Marchand 발룬, 트랜스포머와 주입 잠금 버퍼를 이용한 CMOS 2단 차동전력증폭기를 보여준다. 본 전력증폭기는 70 GHz 주파수 대역을 목표로 설계하였고, 65 nm 공정을 이용하여 제작하였다. 측정 결과, 71.3 GHz에서 8.5 dB의 최대 전압 이득과 7.3 GHz의 3 dB 대역폭을 얻었다. 측정된 최대 출력 전력은 8.2 dBm, 입력 $P_{1dB}$는 -2.8 dBm, 출력 $P_{1dB}$는 4.6 dBm이며, 최대 전력 부가 효율은 4.9 %이다. 본 전력증폭기는 1.2 V의 전원으로부터 102 mW의 DC 전력을 소모한다.

• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.885-891
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• 2012

This paper proposes a high-efficiency power amplifier (PA) with uneven bias. The proposed amplifier consists of a driver amplifier, power stages of the main amplifier with class AB bias, and an auxiliary amplifier with class C bias. Unlike other CMOS PAs, the amplifier adopts a current-mode transformer-based combiner to reduce the output stage loss and size. As a result, the amplifier can improve the efficiency and reduce the quiescent current. The fully integrated CMOS PA is implemented using the commercial Taiwan Semiconductor Manufacturing Company 0.18-${\mu}m$ RF-CMOS process with a supply voltage of 3.3 V. The measured gain, $P_{1dB}$, and efficiency at $P_{1dB}$ are 29 dB, 28.1 dBm, and 37.9%, respectively. When the PA is tested with 54 Mbps of an 802.11g WLAN orthogonal frequency division multiplexing signal, a 25-dB error vector magnitude compliant output power of 22 dBm and a 21.5% efficiency can be obtained.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제7권2호
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• pp.98-101
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• 2007

A fully integrated 5-GHz CMOS power amplifier for IEEE 802.11a WLAN applications is implemented using $0.18-{\mu}m$ CMOS technology. An on-chip transmission-line transformer is used for output matching network and voltage combining. Input balun, inter-stage matching components, output transmission line transformer and RF chokes are fully integrated in the designed amplifier so that no external components are required. The power amplifier occupies a total area of $1.7mm{\times}1.2mm$. At a 3.3-V supply voltage, the amplifier exhibits a 22.6-dBm output 1-dB compression point, 23.8-dBm saturated output power, 25-dB power gain. The measured power added efficiency (PAE) is 20.1 % at max. peak, 18.8% at P1dB. When 54 Mbps/64 QAM OFDM signal is applied, the PA delivers 12dBm of average power at the EVM of -25dB.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.219-219
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• 2011

공정용 유도 결합 플라즈마(ICP)에서 강자성체인 페라이트를 이용하여 제작한 발룬 변압기(balun transformer)를 사용하여 플라즈마 밀도를 높이는 실험을 수행하였다. 실험에서는 2개의 발룬 변압기를 이중구조 안테나에 설치하여 실제 인가되는 전압이 접지전위 대비＋V에서 ${\pm}$V/2로 변환되도록 구성하였다. 20~100 mTorr 압력 범위의 아르곤 기체 50 sccm에 30~70 W범위의 전력을 인가하여 반응용기의 중앙과 벽면에서 부유 탐침법을 적용하여 플라즈마 밀도를 측정 하였다. 같은 압력과 같은 전력에서 발룬 변압기를 사용했을 때와 회로에서 변압기만 제거한 실험을 비교하면 반응용기 중앙에서 플라즈마 밀도가 평균 10% 증가함을 보였다. 이는 안테나에 발란스 된 전압이 인가되면 플라즈마 균일도가 증가하고 부유전위(floating potential) 대비 플라즈마 전위(plasma potential)가 낮아져서 이온에 의한 손실이 줄어들어 전자가 더 많은 에너지를 흡수해서 나타나는 현상이다. 특히 E-mode에서 H-mode로 전환되면 플라즈마 밀도가 크게 증가함을 보였고, 반응용기 벽면에서는 발룬 변압기를 사용했을 때 밀도가 낮다가 H-mode로 전환 시 비교실험 대비 밀도가 크게 증가함을 볼 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.121-128
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• 2010

본 논문에서는 부궤환 회로, 푸쉬풀 구조, 광대역 RF choke, 전송 선로 트랜스포머를 이용하여 30~512 MHz의 초광대역에서 동작하는 100 W 고효율 전력 증폭기를 설계하였다. 출력 전력을 향상시키고자 전송 선로를 이용한 트랜스포머에 병렬로 커패시터를 삽입하여 적절하게 로드 임피던스를 정합하였다. 제작한 광대역 전력 증폭기는 동작 주파수 대역에서 100 W 이상의 출력 전력과 $18.34{\pm}0.9\;dB$의 높고 고른 이득 특성을 보였다. one-tone 측정에서 2차 고조파는 -34 dBc 이하, 3차 고조파는 -12 dBc 이하의 선형성 특성을 보였으며, 출력 전력 100 W에서 약 40% 이상의 고효율 특성을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1587_1588
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• 2009

In this paper, PCB embedded balanced-to-unbalamced duplexer using coupled LC resonator was introduced for low cost dualband WiMax front-end-module application. In order to obtain the function of bandpass filter and balun transformer, proposed duplexer was configured by using magnetically coupled LC resonator. Out-of-band suppression was enhanced by applying two m-Derived transform circuits to obtain transmission zeros at 2GHz and 4.8GHz. In order to reduce the size of embedded duplexer, BaSrTiO3 (BST) composite high Dk RCC film was applied to improve the capacitance density. This high Dk film provided the capacitance density of 12.2 pF/mm2. The simulation results shows that fabricated duplexer had an insertion loss of 2.9dB and 5.5dB and return loss of 15dB and 16dB for 2.5GHz~2.6GHz and 3.5GHz~3.6GHz, respectively. The maximum magnitude and phase imbalance were 0.01dB and 0.17dB, and 1degree and 2degree in its passband, respectively. The out-of-band suppression was observed approximately 29dB and 40dB below 1.9GHz and over 4.5GHz, respectively. It has a volume of 6 mm $\times$ 7 mm $\times$ 0.7 mm (height).

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.104-110
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• 2019

본 논문에서는 long term evolution(LTE) 통신을 위한 900 MHz 대역에서 동작하는 CMOS 전력증폭기 집적회로 설계 결과를 제시한다. 출력단에서의 적은 손실을 위해 트랜스포머를 이용한 출력 정합 회로가 printed circuit board(PCB) 상에 구현되었다. 동시에, 2차 고조파 임피던스의 조정을 통해 전력증폭기의 고효율 동작을 달성하였다. 전력증폭기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계되었으며, 10 MHz의 대역폭 및 7.2 dB 첨두 전력 대 평균 전력비(PAPR)의 특성을 갖는 LTE up-link 신호를 이용하여 측정되었다. 제작된 전력증폭기 모듈은 평균 전력 24.3 dBm에서 34.2 %의 전력부가효율(PAE) 및 -30.1 dBc의 인접 채널 누설비(ACLR), 그리고 24.4 dB의 전력 이득을 갖는다.