3-포드 변압기를 이용한 바이패스 구조를 적용하여 효율이 개선 된 이중 모드 2.4-GHz CMOS 전력 증폭기

초록

본 연구에서는 2.4-GHz CMOS 전력 증폭기의 저 출력 전력 영역에서의 전력 변환 효율을 개선시키기 위한 이중 모드 증폭기 구조를 제안하였다. 이를 위하여 출력 정합 회로 및 발룬의 역할을 하는 출력부 변압기의 1차 측을 두 개로 나누고, 그 중 하나는 전력 증폭단의 출력부와, 나머지 하나는 구동 증폭단의 출력부와 연결 되도록 구성하였다. 이를 통하여, 전력 증폭기가 고 출력 전력 영역에서 동작 할 경우, 일반적인 전력 증폭기 동작과 동일하게 동작 하며, 반대로 전력 증폭기가 저출력 전력 영역에서 동작 할 경우, 전력 증폭단은 작동을 하지 않으며, 구동 증폭단의 출력이 전력 증폭기의 최종 출력부로 전달 되도록 구성하였다. 이 경우, 저출력 전력 영역에서는 전력 증폭단에서의 dc 전력 소모가 원천적으로 차단되기 때문에 저출력 전력 영역에서의 전력 변환 효율을 개선시킬 수 있다. 제안하는 구조는 180-nm RFCMOS 공정을 통해 설계된 2.4-GHz 전력 증폭기의 측정을 통하여 그 효용성을 검증하였다.

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