• 한국전자파학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.584-590
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• 2007

본 논문에서는 EER(Envelope Elimination and Restoration) 구조를 응용하여 전력 증폭기의 효율을 극대화 하였으며, EER구조의 취약점인 선형성을 PBG 구조를 이용하여 개선하였다. 고효율을 얻기 위해 class-F급 전력 증폭기를 설계하였으며 포락선 검파기를 이용하여 전력 증폭기의 구동 전력을 조절하였다. 또한, 정합 회로의 비정합에 의한 고조파 성분들을 PBG 구조를 이용하여 제거함으로써 높은 선형성을 얻었다. 본 논문에서 제안한 EER 구조를 응용한 전력 증폭기 구조는 적응형 바이어스를 이용한 Doherty 전력 증폭기에 비해 PAE(Power Added Efficiency)가 34.64% 개선되었고, 일반적인 Doherty 증폭기에 비해 3차 IMD가 6.65 dB 이상 개선되었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권2호
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• pp.72-75
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• 2012

본 논문에서는 무선전력전송을 위한 고효율 DC-AC 변환 회로를 구현하였다. DC-AC 변환 회로는 발진기와 전력증폭기를 결합시켜 구현하였다. 전력증폭기의 전력 효율은 무선전력전송 송신 시스템의 효율에 크게 영향을 주기 때문에 Class-E 증폭구조를 이용하여 고효율 전력증폭기를 구현하였다. 또한, 전력증폭기의 입력 단에 연결되는 발진기의 출력 전력이 작기 때문에 높은 출력의 DC-AC 변환 회로를 구현하기 위하여 구동 증폭기를 이용한 고이득 이단 전력증폭기를 구현하였다. 고이득 고효율 이단 Class-E 전력증폭기의 입력 단에 발진기를 연결하여 고효율 DC-AC 변환 회로를 구현하였다. 13.56MHz의 2차, 3차 고조파 성분을 억제하기 위해 이중대역 저지 필터를 설계하여 결합하였다. DC-AC 변환 회로의 출력 전력과 변환 효율은 13.56 MHz에서 40 dBm과 80.2 %이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.987-994
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• 2010

본 논문에서는 간단하면서도 효과적인 능동적인 로드 풀(active load-pull) 방법을 제시하고, 고조파의 임피던스 성분을 제어하는 회로를 사용하여, X-대역 전력 증폭기의 효율을 개선시킬 수 있는 방법에 관하여 연구하였다. 제안된 능동적인 로드 풀 시스템은 크게 방향성 결합기와 위상 변위기, 단락 회로, 그리고 전력 증폭기로 구성되어 있으며, 전통적인 능동적인 로드 풀 방법에 비해 반사 계수가 1인 지점까지 임피던스를 쉽게 가져다 놓을 수 있다. 본 논문에서 사용된 소자는 Mitsubishi사의 GaAs FET인 MGF1801이며, 9 GHz의 동작 주파수에서 class-A일 때, 21.65 dBm의 출력 전력과 24.9 %의 드레인 효율을 얻었고, class-AB일 때, 21.46 dBm의 출력 전력과 53.3%의 드레인 효율을 얻었다. 고조파 제어 회로는 실험에 사용된 초고주파 부품의 주파수 대역폭의 한계로 인해, 2차와 3차 항 성분까지만 고려하여 설계하였으며, class-AB에서, 6.4 %의 효율이 증가된 것을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권2호
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• pp.75-82
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• 2009

본 논문에서는 Doherty 전력 증폭기의 선형성을 증가시키는 mechanism을 이용하여 선형성을 증가시키고, 선형성 개선으로 인한 효율 감소를 보상할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한 이를 검증하기 위하여 제안된 방법으로 20W급 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 제작된 class-F를 이용한 3-way 증폭기는 2-way 증폭기보다 선형성이 약 10dBc개선되었으며, 효율은 1.5% 가량 개선되었다. 또한 3-way 증폭기와 비교하였을 때, 선형 특성은 비슷하였으나, 효율 특성은 약 3.5% 개선되었다. 본 논문에서 제안한 F급 바이어스를 이용한 3-way Doherty 전력 증폭기는 선형성 및 효율 향상에 적합함을 확인할 수 있으며, 향후 다양한 무선 통신 시스템의 전력 증폭기에 적용되리라 기대한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권7호
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• pp.44-51
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• 2008

본 논문에서는 비대칭 펄스 폭 변조 파워-앰프를 갖는 스테레오 오디오 디지털-아날로그 변환기를 제안한다. 고 전력 오디오 기기에 주로 사용되던 class-D 증폭기를 헤드폰 응용에 적용하기 위하여, 증폭기가 디지털-아날로그 변환기와 한 칩으로 집적화될 때에 발생되는 채널 간 간섭에 의한 잡음을 분석하고 이 영향을 줄이기 위한 시그마-델타 변조기의 최적화 방안을 제시하였다. 또한, 비대칭 구조의 펄스 폭 변조 방식이 파워-앰프 단에서 발생되는 스위칭 노이즈와 전력 손실을 줄이기 위하여 구현되었다. 제안된 구조들은 0.13-mm CMOS 공정을 통해 설계 제작되었다. 제안된 오디오 디지털-아날로그 변환기는 단일 출력을 가진 파워-앰프를 포함하여 4.4-mW를 소모하면서 다이나믹-레인지 95-dB를 확보하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권5호
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• pp.72-79
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• 2010

본 논문은 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 Class-E 스위칭 모드를 적용한 S-대역 레이더용 고효율 스위칭 도허티 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제안된 도허티 전력증폭기는 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기가 고효율 특성을 갖는 Class-E 스위칭 모드로 구성되었다. 측정을 위한 입력 RF 신호는 $100\;{\mu}s$의 펄스폭과 1 kHz의 PRF (Pulse Repetition Frequency)인 duty 10%인 펄스 신호를 사용하였다. 2.85 GHz의 주파수 대역에서 스위칭 도허티 전력증폭기 측정결과 포화전력에서 6 dB 떨어진 지점의 전력부가 효율 (power-added efficiency, PAE) 및 드레인 효율 (drain efficiency)은 각각 64%와 80.6%로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.613-622
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• 2013

본 논문에서는 ISM 13.56 MHz 대역 무선 전력 전송을 위한 인덕티브 클램핑 class-E 전력증폭기를 설계 및 실험하여 특성을 분석하였다. 구현된 전력증폭기는 수신 안테나가 회전체에 붙는 경우와 같이 송수신 안테나 간의 정합 상태가 변화하는 시스템에서 부정합 상태에서 전력증폭기에 공급되는 전류를 줄여 트랜지스터를 손상시키지 않고 안정적으로 동작하도록 하는 인덕티브 클램핑 방식으로 설계되었으며, 정합 회로를 이용하여 기존의 class-E 전력증폭기보다 고조파 성분에 대한 Filtering 특성을 개선하였다. 구현된 전력증폭기의 입력 주파수는 13.56 MHz, 입력 전력 25 dBm, 동작 전압 DC 28 V에서 측정한 결과, 출력 전력은 43 dBm, 기본 주파수 성분과 2차 고조파 신호 간의 출력 전력 차이 55 dBc 이상, 소모 전류 830 mA으로 전력부가 효율(power added efficiency)은 85 %로 높게 측정됐다. 마지막으로, 수신 안테나를 회전체에 부착하고 구현된 전력증폭기로 송수신 안테나로 전력을 송출하는 실험을 진행하였으며, 송신 안테나의 부정합 상태에는 소모 전류가 420 mA까지 줄어들어 트랜지스터가 손상되지 않는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권3호
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• pp.44-53
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• 2008

본 논문에서는 휴대용 오디고 제품의 헤드폰 구동을 위한 델타-시그마 변조기법 기반의 D급 증폭기를 제안한다. 제안된 D급 증폭기는 고성능 단일 비트 4차 델타-시그마 변조기를 이용하여 펄스폭 변조 신호를 발생시킨다. 높은 신호 대 잡음비를 얻는 것과 동시에 시스템의 안정성 확보를 위하여 시뮬레이션을 통해 변조기 루프필터의 폴과 제로를 최적화하였다. 테스트 칩은 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었다. 칩 면적은 $1.6mm^2$ 이며, 20Hz 부터 20kHz까지의 신호대역을 대상으로 동작한다. 3V 전원전압과 32옴의 로드를 사용하여 측정된 출력은 0.03% 이하의 전고조파 왜율을 갖는다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.2704-2707
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• 1999

This paper presents a simple high power audio class amplifier which is controlled by a new current control switching method. Although this class D amplifier has an only one current control loop with the proposed switching method, a good performance can be obtained. And a novel switching strategy for driving stereo signal amplifier circuit with three phase full bridge is discussed also. With the simulation and experimental results, usefulness of the proposed amplifier is confirmed.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권3호
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• pp.284-292
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• 2014

This paper presents a characteristic evaluation of commercial gallium nitride (GaN) transistors having two different gate-lengths of $0.4-{\mu}m$ and $0.25-{\mu}m$ in the design of a class-S power amplifier (PA). Class-S PA is operated by a random pulse-width input signal from band-pass delta-sigma modulation and has to deal with harmonics that consider quantization noise. Although a transistor having a short gate-length has an advantage of efficient operation at higher frequency for harmonics of the pulse signal, several problems can arise, such as the cost and export license of a $0.25-{\mu}m$ transistor. The possibility of using a $0.4-{\mu}m$ transistor on a class-S PA at 955 MHz is evaluated by comparing the frequency characteristics of GaN transistors having two different gate-lengths and extracting the intrinsic parameters as a shape of the simplified switch-based model. In addition, the effectiveness of the switch model is evaluated by currentmode class-D (CMCD) simulation. Finally, device characteristics are compared in terms of current-mode class-S PA. The analyses of the CMCD PA reveal that although the efficiency of $0.4-{\mu}m$ transistor decreases more as the operating frequency increases from 955 MHz to 3,500 MHz due to the efficiency limitation at the higher frequency region, it shows similar power and efficiency of 41.6 dBm and 49%, respectively, at 955 MHz when compared to the $0.25-{\mu}m$ transistor.