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전력증폭기의 효율을 증가시키기 위해 단권 변압기를 이용하여 설계하고자 한다. 기존의 전력 결합(Power combining transformer) 방법은 일반적인 2권선 변압기를 이용하여 결합하지만 이를 2권선변압기와 단권 변압기를 이용하여 결합하는 새로운 전력결합 방법을 제시하고, 기존의 결합 방식과 비교를 진행 한다. 이와 동시에 모드 변환이 가능한 단권변압기를 활용하여 전력증폭기를 설계하고, 저 전력(LP) 모드 및 고 전력(HP) 모드 동작을 통해 전력증폭기 전체 효율을 개선 할 수 있다. PDK가 없는 관계로 아이디어 검증 및 회로 성능을 확인 하기 위해 기 보유 중인 0.18㎛ 공정을 이용 하여 시뮬레이션을 진행하였다. 먼저 2권선변압기와 단권변압기를 결합한 전력결합(Power Combining) 회로 결과를 확인해 보면, 3.3V 공급전압, 타겟 주파수 2.4㎓에서, 최대출력 전력(PSAT) 26.7dBm, 47.7% 효율을 얻었으며, 기존의 전력 결합 방식에 비해 고효율, 고집적을 이룰 수 있었다. 이와 더불어 모드변환이 가능한 단권변압기를 활용한 듀얼모드 전력증폭기의 경우, 3.3V공급전압, 타겟 주파수 1.8㎓ 고 전력 모드 동작에서 출력 전력은 31.6dBm, 저 전력 모드 동작 시 26.7dBm까지 각각 동작되었으며, 출력전력에 따른 각 모드의 효율은 각각 48.3%, 35.2% 이다. |
