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상호 결합된 차동인덕터를 이용한 GaAs HBT 공정 기반의 1.9 GHz~2.6 GHz 광대역 선형 전력증폭기 설계
황지원(Jiwon Hwang),전형진(Hyeongjin Jeon),오한식(Hansik Oh),신재경(JaeKyung Shin),최우진(Woojin Choi),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.7
본 논문에서는 상호 결합된 차동인덕터를 이용한 GaAs hetero-junction bipolar transistor (HBT) 기반의 1.9 GHz~2.6 GHz 광대역 2단 선형 전력증폭기를 설계하였다. 2-section 중간 단 매칭 회로의 일부를 상호 결합된 차동인덕터로 구성하여 매칭 회로의 동작 대역을 넓히고, 회로의 크기를 소형화하였다. 또한, 입력 및 출력단의 광대역 발룬을 이용하여 넓은 주파수 대역에서 선형적으로 동작하도록 최적화하였다. 제작된 선형 전력증폭기는 1.9 GHz~2.6 GHz 주파수 대역에서 22.0 dBm~24.0 dBm 의 최대 출력 전력 특성 및 33.0 %~39.0 %의 최대 효율 특성을 보인다. 또한, two-tone 신호에 대해 IMD3 특성 –30 dBc 이하에서 선형 출력 전력 22 dBm 및 33 % 이상의 높은 효율 특성을 보인다. This study presents a wideband two-stage linear power amplifier, operating from 1.9 to 2.6 GHz, using a mutually coupled differential inductor based on GaAs hetero-junction bipolar transistor (HBT). A part of the two-section inter-stage matching circuit comprises a mutually coupled differential inductor, which widens the operating band of the matching circuit and reduces the circuit size. In addition, it is optimized to linearly operate in the wide frequency band using a wideband balun at the input and output stages. The fabricated linear power amplifier exhibits a maximum output power of 22.0 dBm~24.0 dBm and efficiency of 33.0 %~39.0 % in the 1.9 GHz~2.6 GHz frequency band. An IMD3 of −30.0 dBc at two-tone signal, with high efficiency of more than 33.0 % was achieved at the linear output power of 22 dBm.
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