• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권6호
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• pp.287-290
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• 2006

A class-E CMOS RF(Radio frequency) power amplifier with a 1.8 Volt power supply is designed using $0.25{\mu}m$ standard CMOS technology. To drive the class-E power amplifier, a Class-F RF power amplifier is used and the reliability characteristics are studied with a class-E load network. After one year of operating the power amplifier with an RF choke, the PAE(Power Added Efficiency) decreases from 60% to 47% and the output power decreases 29%. However, when a finite DC-feed inductor is used with the load, the PAE decreases from 60% to 53% and the output power decreases only 19%. The simulated results demonstrate that the class-E power amplifier with a finite DC-feed inductor exhibits superior reliability characteristics.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제6권2호
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• pp.154-157
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• 2008

A class-E RF(Radio Frequency) power amplifier for wireless application is designed using standard CMOS technology. To drive the class-E power amplifier, a class-F RF power amplifier is used and the reliability characteristics are studied with a class-E load network. The reliability characteristic is improved when a finite-DC feed inductor is used instead of an RF choke with the load. After one year of operating, when the load is an RF choke the output current and voltage of the power amplifier decrease about 17% compared to initial values. But when the load is a finite DC-feed inductor the output current and voltage decrease 9.7%. The S-parameter such as input reflection coefficient(S11) and the forward transmission scattering parameter(S21) is simulated with the stress time. In a finite DC-feed inductor the characteristics of S-parameter are changed slightly compared to an RF-choke inductor. From the simulation results, the class-E power amplifier with a finite DC-feed inductor shows superior reliability characteristics compared to power amplifier using an RF choke.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권7호통권361호
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• pp.12-16
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• 2007

본 논문은 일반적으로 고효율 특성을 가지고 있는 class-F 전력 증폭기의 출력 단에서 기생되는 2차 고조파 성분을 제거함으로 3차 IMD (Intermodulation distortion) 특성을 개선하였다. class-F 전력 증폭기의 경우 과부동 특성으로 인해 고효율을 얻을 수 있으나 선형성 측면에서는 많은 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 특별한 선형화 기술을 적용하지 않고 CMRC 구조를 적용하여 2차 고조파를 제거하여 선형성을 나타내는 U 특성을 개선하였다. CMRC 구조의 경우 광대역 저지대역 특성을 가지고 있으며 PBG 구조 보다 작은 크기로 더 좋은 특성을 얻을 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권2호
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• pp.141-146
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• 2009

본 논문에서는 새로운 고조파 조절 회로를 이용한 Si LDMOSFET 고효율 전력증폭기를 구현하였다. 본 고조파 조절 회로는 2차, 3차 고조파 성분에 대하여 단락 임피던스를 갖으며, 입출력 정합 회로를 설계하기 위하여 사용된다. 제안된 고조파 조절 회로의 효율 개선 효과가 class-F 혹은 inverse class-F 고조파 조절 회로 보다 우수하다는 것을 증명하였다. 또한, 고조파 조절 회로가 출력 정합 회로뿐만 아니라, 입력 정합 회로에도 사용될 경우, 제안된 전력증폭기의 효율은 더욱 더 개선된다. 제안된 전력증폭기의 최대 전력 효율 (PAE)의 측정값은 1.71 GHz의 주파수 대역에서 82.68%이다. Class-F와 inverse class-F 전력증폭기와 비교할 때, 제안된 전력증폭기의 최대 PAE 측정값은 $5.08\;{\sim}\;9.91\;%$ 향상된다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권9호
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• pp.49-54
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• 2008

본 논문에서는 class F 전력 증폭기의 출력 정합단에 새로운 광전자밴드갭(PBG) 구조를 적용하여 높은 효율을 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 나선형 PBG 구조는 비평면 제조 공정을 요구하지 않는 유전체 판 위에 패턴을 뜬 2차원의 규칙적인 격자이다. 이 구조는 2차 고조파에서 높은 저지 특성을 갖는다. 또한 더욱 가파른 스커트 특성을 보인다. 이 새로운 PBG 구조는 효율향상을 위하여 class F 전력 증폭기에 적용되어 질 수 있다. 나선형 PBG 구조를 적용한 class F 전력 증폭기의 power-added efficiency(PAE)는 코드분할 다중접속(CDMA) 응용에서 73.62 %의 효율을 얻을 수 있었다. 이 결과는 제안한 PBG 구조를 적용하지 알은 기존의 Class F 전력 증폭기와 비교했을 때 6.2 % 향상된 결과를 보여준다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권1호
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• pp.110-114
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• 2008

본 논문에서는 단일 FET를 이용하여 2.14GHz/5.2GHz 이중대역 고효율 Class F 전력증폭기를 설계 구현하였다. 전송선로를 이용하여 초기의 정합값을 적절히 이동시켜 하나의 능동소자로 2.14GHz/5.2GHz의 이중대역에서 동작되는 전력증폭기를 설계하였으며, 2.14GHz에서 32.65dBm의 출력과 11dB의 출력이득 36%의 전력효율을, 5.2GHz에서 7dB의 출력이득의 특성을 보였다. 고조파를 제어 회로를 설계하여 증폭기의 출력단에 추가 하여 Class F로 동작하는 이중대역 전력증폭기를 설계 하였다. 이중대역 Class F 전력증폭기는 2.14GHz에서 9.9dB의 출력이득과 30dBm의 출력, 55%의 전력효율을 가졌으며, 5.2GHz에서 11.7dB의 출력이득을 갖는 특성을 보였다. 고조파 제어 회로를 이용한 이중대역 Class F 전력증폭기가 전력효율을 향상시킴을 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제2권1호
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• pp.5-10
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• 2002

We have analized the inverse class-F and class-F amplifiers using their waveforms. From the analytic equations derived from the analysis, we have calculated tole efficiencies, output powers, DC power dissipations, and optimum fundamental load impedances of the inverse class-F and class-F amplifiers. We also have compared them for various operation conditions, which include the same peak current, saute DC power dissipation, same fundamental RF output power, and same fundamental load impedance with different Ron(on-resistance). These analyses have clearly shown the performance limitations, advantages, and guide to the optimized design of the inverse class-F amplifiers.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권1호
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• pp.52-56
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• 2016

This paper suggests a class-F power amplifier with split open-end stubs to provide a broadband high-efficiency operation. These stubs are designed to have wide bandwidth by splitting wide open-end stubs into narrower stubs connected in shunt in an output matching network for class-F operation. In contrast to conventional wideband class-F designs, which theoretically need a large number of matching lines, this method requires fewer transmission lines, resulting in a compact circuit implementation. In addition, the open-end stubs are designed with slant ends to achieve additional wide bandwidth. To verify the suggested design, a 10-W class-F power amplifier operating at 1.7 GHz was implemented using a commercial GaN transistor. The measurement results showed a peak drain efficiency of 82.1% and 750 MHz of bandwidth for an efficiency higher than 63%. Additionally, the maximum output power was 14.45 W at 1.7 GHz.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권12호
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• pp.7-12
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• 2008

본 논문에서는 다중밴드 안테나 시스템을 위한 고효율 전력증폭기를 제시하였다. 하나의 LDMOSFET으로 이중대역에서 동작하는 class F 전력증폭기를 설계하였다. 전력증폭기의 동작 주파수는 각각 900 MHz와 2.14 GHz이다. 이중대역 동작을 위해 집중 소자로 구현한 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 전송선로의 단위 셀을 이용하여 증폭기의 정합단과 고조파 조절 회로를 설계하였다. CRLH 전송선로는 임의로 이중대역 조절이 가능한 메타물질 전송선으로 사용될 수 있다. 증폭기의 정합단에 CRLH 전송선의 주파수 오프셋과 비선형 위상 기울기 특성을 이용하여 임의의 이중대역에서 CRLH 전송선의 동작을 가능하게 하였다. 높은 효율을 얻기 위해 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 현실적으로 어려운 일이기 때문에 집중 소자로 구현된 CRLH 전송선을 이용하여 2차와 3차 고조파만을 조절하였다. 또한, 제안된 전력증폭기는 더 높은 효율을 얻기 위하여 출력 정합단 뿐만 아니라 입력 정합단에도 고조파 조절 회로를 사용하여 구현하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권6호
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• pp.1071-1079
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• 2010

This paper describes the design and fabrication of a high-efficiency GaN HEMT(Gallium Nitride High-electron Mobility Transistor) Pallet power amplifier module for S-band phased array radar applications. Pallet amplifier module has a series 2-cascaded power amplifier and the final amplification-stage consists of balanced GaN HEMT transistor. In order to achieve high efficiency characteristic of pallet power amplifier module, all amplifiers are designed to the switching-mode amplifier. We performed with various PRF(Pulse Repetition Frequency) of 1, 10, 100 and 1000Hz at a fixed pulse width of $100{\mu}s$. In the experimental results, the output power, gain, and drain efficiency(${\eta}_{total}$) of the Pallet power amplifier module are 300W, 33dB, and 51% at saturated output power of 2.9GHz, respectively.