다양한 표준에서 사용 가능한 CMOS 전력 증폭기

A Reconfigurable CMOS Power Amplifier for Multi-standard Applications

  • 윤석오 (한국정보통신대학교 공학부) ;
  • 유형준 (한국정보통신대학교 공학부)
  • Yun, Seok-Oh (Department of Engineering, Information and Communications University) ;
  • Yoo, Hyung-Joun (Department of Engineering, Information and Communications University)
  • 발행 : 2007.11.25

초록

다양한 표준에서 사용이 가능한 송신기를 구성하기 위해서는 이에 적합한 송신기의 구조와 부품의 개발이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 다양한 표준에서 사용이 가능한 전력 증폭기를 CMOS 0.25 um 공정을 사용하여 구현하였다. 설계된 전력 증폭기는 중간단의 정합을 바꿈으로써 0.9, 1.2, 1.75, 1.85 GHz의 주파수에서 동작하고, bonding wire를 활용하였을 때 2.4 GHz에서 동작한다. 중간단의 정합회로는 2개의 인덕터를 4개의 스위치가 제어하도록 구성되어 있다. 제안된 전력 증폭기는 낮은 전력을 요구하는 ZigBee나 Bluetooth 표준에서는 전력증폭기로 사용될 수 있고, 높은 전력을 요구하는 CDMA 표준에서는 구동증폭기로 사용이 가능하다. 설계된 전력 증폭기는 0.9 GHz에서 18.2 dB의 이득, 10.3 dBm의 출력 전력 특성을 보였으며, 1.75 GHz와 2.4 GHz에서는 10.3 dB, 18.1 dB의 이득, 5.2 dBm, 10 dBm의 출력 전력 특성을 나타내었다.

For successful implementation of multi-standard transmitter, reconfigurable architecture and component design are essential. This paper presents a reconfigurable CMOS power amplifier designed CMOS 0.25 um process. Designed power amplifier can be operated at 0.9, 1.2, 1.75, and 1.85 GHz. Also, it can be used at 2.4 GHz by using bonding wire inductor. The interstage matching network is composed of two inductors and four switches, and operation frequency can be varied by controlling switches. Proposed power amplifier can be used as a power amplifier in low power applications such as ZigBee or Bluetooth application and used as a driver amplifier in high power application such as CDMA application. Designed power amplifier has 18.2 dB gain and 10.3 dBm output power at 0.9 GHz. Also, it represented 10.3 (18.1) dB gain and 5.2 (10) dBm output power at 1.75 (2.4) GHz.

키워드

참고문헌

  1. H. Jager, A. Grebennikov, E. Heaney, and R. Weigel, 'Broadband high-efficiency monolithic InGaP/GaAs HBT power amplifiers for 3G handset applications,' 2002 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., vol. 2, pp. 1035-1038, June 2002
  2. Hakan Magnusson and Hakan Olsson, 'Multiband Multi-Standard Transmitter using a Compact Power Amplifier Driver,' Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, pp. 491-494, June 2005
  3. S. Zhang, J. Madic, P. Bretchko, J. Mokoro, R. Shumovich, and R. McMorrow, 'A novel power-amplifier module for quad-band wireless handset applications,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 51, pp. 2203-2210, Nov. 2003 https://doi.org/10.1109/TMTT.2003.818585
  4. A. Fukuda, H. Okajaki, T. Hirota, and Y. Yamao, 'Novel Band-Reconfigurable High Efficiency Power Amplifier Employing RF-MEMS Switches,' IEICE Trans. Electron., vol. E88-C, Nov. 2005
  5. Seok-Oh Yun and Hyung-Joun Yoo, 'A Reconfigurable CMOS Power Amplifier Operating from 0.9 to 2.4 GHz for WPAN Application,' IEEE-SOCC2006, pp. 69-72, Sep. 2006
  6. Young-Kyun Jang, Ji-Hoon Kim, and Hyung-Joun Yoo, 'Reconfigurable CMOS Mixer for Multi-Standard Applications,' IEICE Trans. Electron., vol. E88-C, pp. 2379-2381, Dec. 2005 https://doi.org/10.1093/ietele/e88-c.12.2379
  7. Ji-Hoon Kim and Hyung-Joun Yoo, 'Multi-standard CMOS LC QVCO with Reconfigurable LC Tank and Low Power Low Phase Noise Quadrature Generation Method,' IEICE Trans. Electron, vol. E89-A, pp. 1547-1551, June 2006 https://doi.org/10.1093/ietfec/e89-a.6.1547
  8. Cristina F. Jou, Kuo-Hoa Cheng, and Jia-Liang Chen, 'A concurrent 0.18 um CMOS Self-Biased Dual-band Driver Amplifier for IEEE 802.11 a/b/g,' Solid-state and Integrated Circuits Technology, 2004, Proceedings, vol. 2, pp. 1264-1267, Oct. 2004