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Clamping Op-Amp를 이용한 광대역 로그 비디오 증폭기의 선형성 개선에 관한 연구
박종설(Jong-Sul Park),김종건(Jong-Geon Kim),김점식(Jum-Sik Kim) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.6
본 논문은 0.5~2.0 ㎓에서 ?70~0 ㏈m의 동적 범위를 갖는 로그 비디오 증폭기(Successive Detecting Log Video Amplifier, 이하 SDLVA)를 설계 및 제작하였다. 제작된 SDLVA는 5단의 증폭기를 이용한 고주파 출력부, 2단의 로그검파기 그리고 선형성 개선을 위하여 클램핑 연산증폭기를 이용한 가산 회로로 구현하였다. 제작된 SDLVA의 측정 결과는 73 ㏈ 이상의 소신호 이득과 10.1~12.2 ㏈m의 고주파 포화 출력 특성을 갖는다. 그리고 ?70~0 ㏈m 입력 시 25 ㎷/ ㏈±1.0 ㎷의 기울기를 갖고 ±1.5 ㏈ 이하의 선형 특성을 갖는 비디오 신호를 출력한다. This paper describes a design and fabrication of SDLVA. The SDLVA operates 0.5~2.0 ㎓ with ?70~0 ㏈m dynamic range. The SDLVA is consisted of 5-stage RF block, 2-stage detector block and summation circuit using clamping op-amp to improve video linearity. The result of measure, SDLVA of RF path has over 73 ㏈ small-signal gain and 10.1~12.2 ㏈m saturation power. The video path has 25 ㎷/ ㏈±1.0 ㎷ and under ±1.5 ㏈ video linearity.
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사전-정합 로드-풀 측정을 통한 X-대역 40 W급 펄스 구동 GaN HEMT 전력증폭기 설계
정해창(Hae-Chang Jeong),오현석(Hyun-Seok Oh),염경환(Kyung-Whan Yeom),진형석(Hyeong-Seok Jin),박종설(Jong-Sul Park),장호기(Ho-Ki Jang),김보균(Bo-Kyun Kim) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.11
본 논문에서는 X-대역에서 GaN HEMT 소자의 로드-풀 측정을 통한 40 W급 전력증폭기 모듈의 설계, 제작을 보였다. 전력증폭기의 설계에 적용하기 위한 능동 소자로, 최근 발표된 TriQuint사의 GaN HEMT 소자를 선정하였다. 로드-풀 측정 시스템의 임피던스 튜너의 임피던스 범위 제한으로 인하여, 시험치구 내에 사전-정합 회로를 구성하였다. 사전-정합 회로가 포함된 로드-풀 측정을 통해 최적 입·출력 임피던스를 도출하기 위하여, 사전-정합 회로의 2-포트 S-파라미터가 필요하며, 이의 새로운 추출 방법을 제안하였다. 이와 같이 결정된 사전-정합 회로의 S-파라미터를 반영한 로드-풀 측정을 통해 도출된 최적 입·출력 임피던스는 데이터 시트와 근접한 결과를 주며, 이를 통해 측정의 타당성을 확인하였다. 전력증폭기의 정합 회로는 도출된 최적 임피던스로부터 EM co-simulation을 이용하여 설계하였다. 제작된 전력증폭기는 15×17.8 mm²으로 소형의 크기를 가지며, 10 usec의 펄스 폭, 10 % duty의 펄스 입력 및 드레인 스위칭 상태에서, 9~9.5 GHz 대역 내 출력은 46.7~46.3 dBm, 전력 이득은 8.7~8.3 dB, 효율은 약 35 %의 특성을 보인다. In this paper, a design and fabrication of 40 W power amplifier for the X-band using load-pull measurement of GaN HEMT chip are presented.The adopted active device for power amplifier is GaN HEMT chip of TriQuint company, which is recently released. Pre-matched fixtures are designed in test jig, because the impedance range of load-pull tuner is limited at measuring frequency. Essentially required 2-port S-parameters of the fixtures for extraction optimal input and output impedances is obtained by the presented newly method. The method is verified in comparison of the extracted optimal impedances with data sheet. The impedance matching circuit for power amplifier is designed based on EM co-simulation using the optimal impedances. The fabricated power amplifier with 15×17.8 mm2 shows the efficiency above 35 %, the power gain of 8.7~8.3 dB and the output power of 46.7~46.3 dBm at 9~9.5 GHz with pulsed-driving width of 10 usec and duty of 10 %.
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