KR100862056B1 - 광대역 전력 증폭 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광대역 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 쿼터 웨이브 트랜스포머의 낮은 특성 임피던스로 인하여 집적화 및 소형화에 유리할 뿐만 아니라 쿼터 웨이브 트랜스포머 자체를 출력 정합 회로 또는 입력 정합 회로로 이용하여 전체적으로 2단 출력 정합 회로 또는 2단 입력 정합 회로를 구현함으로써, 회로 구성이 단순하여 칩 및 회로 크기가 작을 뿐만 아니라 사용되는 수동 소자의 수를 줄여서 단가가 낮아지고, 각 수동 소자에서 발생하는 손실로 인한 전체 회로의 정합 회로 손실을 감소시켜 회로의 성능을 향상시키며, 더욱이, 효율과 선형성 측면에서 큰 장점을 가진 도허티 전력 증폭 장치를 광대역에서 동작시킬 뿐만 아니라 이를 소형화 및 집적화 하는 데에 유리한 이점이 있다.
이동통신 단말기용 전력 증폭 장치, 도허티 전력 증폭 장치, 임피던스 정합

Description

광대역 전력 증폭 장치{BROADBAND POWER AMPLIFIER}
본 발명은 광대역 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집적화 및 소형화에 유리할 뿐만 아니라 광대역 특성을 가지면서도 회로 구성이 단순한 광대역 전력 증폭 장치에 관한 것이다.
최근 이동통신 단말기, 중계기 및 기지국의 소형화 및 다기능화로 인해 배터리 타임을 늘리기 위한 노력으로서 전력 소모의 대부분을 차지하는 RF 전력 증폭 장치의 효율을 높이는 것에 대한 많은 연구가 이루어지고 있으며, 이러한 전력 증폭 장치 중에서도 효율을 높이기 위한 대표적인 방법 중의 하나인 도허티 전력 증폭 장치(doherty power amplifier)에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.
도허티 증폭 장치는 1936년에 W.H. Doherty에 의해서 처음 제안되었는데, 쿼터 웨이브 트랜스포머(quarter wave transformer)(λ/4 라인)를 사용해서 캐리어 증폭기(carrier amplifier)와 피킹 증폭기(peaking amplifier)를 병렬로 연결하는 방식으로 전력 레벨에 따라 피킹 증폭기가 로드에 공급하는 전류의 양을 달라지게 함으로써 캐리어 증폭기의 로드 라인 임피던스를 조절하여 효율을 높이는 장치이다.
종래 기술에 의한 핸드셋용 도허티 전력 증폭 장치, 즉 이동통신 단말기용 도허티 전력 증폭 장치에서는 쿼터 웨이브 트랜스포머를 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 π-네트워크와 같은 회로로 대체하고 있다. 캐리어 증폭기 및 피킹 증폭기의 입력단에 각각 입력 정합 회로를 연결하며, 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력단에 각각 출력 정합 회로를 연결한다.
한편, 이동통신 단말기용 도허티 증폭 장치를 구현하는데 있어서는 크기의 제한이 점점 중요해지고 있어서 소형화로 계속 발전되고 있는 추세이나, 도허티 증폭 장치를 구현하는데 있어 기존의 도허티 구성 방법으로 칩에 집적시키기에는 크기와 인덕터 손실로 인한 어려움이 있어서 인쇄회로기판(PCB) 패키지 상에 구현하고 있는 실정이다.
또한, 주파수 대역폭을 넓혀서 광대역 특성을 갖도록 하기 위해서는 기준 임피던스에서 원하는 임피던스로 정합해 가는 과정을 대체로 2∼3개의 인덕터(L), 캐패시터(C), 혹은 마이크로 스트립 라인(micro strip line) 등으로 구성된(이하 "단"이라 함) 정합회로를 거쳐 점차적으로 정합해 나가는 방식이 통상적으로 쓰이고 있는데, 이때 정합해 가는 단수가 늘수록 회로 구성은 복잡해지며, 그에 따라 칩 및 회로 크기가 커질 뿐만 아니라 수동 소자의 추가적인 사용으로 단가가 상승하고, 수동 소자의 수가 증가함에 따라 각 수동 소자에서 발생하는 손실로 인하여 전체 회로의 정합 회로 손실이 증가되어 회로의 성능저하를 가져오게 된다.
도 1a는 종래 기술에 따른 전력 증폭 장치 중에서 도허티 전력 증폭 장치의 제 1 실시예를 보인 회로도이고, 도 1b는 도 1a의 도허티 전력 증폭 장치의 주파수 대역폭을 넓힌 예를 보인 회로도이다. 도 1a 및 도 1b의 도면부호 11은 캐리어 증폭기이며, 13, 14, 23, 24는 출력 정합 회로이고, 15는 마이크로 스트립 라인이며, 21은 피킹 증폭기이다. 마이크로 스트립 라인(15)은 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하며, 로드 임피던스(RL)와 마이크로 스트립 라인(15)의 특성 임피던스(RO)가 각각 50옴과 100옴일 필요는 없으나, RO= RLㅧ2인 조건을 만족하여야 한다. 도 1b는 캐리어 증폭기(11)와 피킹 증폭기(21)의 출력 임피던스를 로드 임피던스(RL)로부터 전력 소자의 최적 전원 임피던스(Ropt)로 정합해 오는 과정을 2단의 출력 정합 회로(13, 14, 23, 24)로 구현하여 주파수 대역폭을 넓히는 구조를 나타낸 것이다.
도 2a는 종래 기술에 따른 전력 증폭 장치 중에서 도허티 전력 증폭 장치의 제 2 실시예를 보인 회로도이고, 도 2b는 도 2a의 도허티 전력 증폭 장치의 주파수 대역폭을 넓힌 예를 보인 회로도이다. 도 2a 및 도 2b의 도면부호 31은 캐리어 증폭기이며, 33은 마이크로 스트립 라인이고, 41은 피킹 증폭기이며, 43은 오프셋 라인이고, 51, 53은 출력 정합 회로이다. 도 2a의 도허티 전력 증폭 장치는 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인(33)의 특성 임피던스를 낮춰서 소형화 및 집적화가 유리하도록 한 구조이며, 도 2b는 캐리어 증폭기(31)와 피킹 증폭기(41)의 출력 임피던스를 로드 임피던스(RL)로부터 전력 소자의 최적 전원 임피던스(Ropt)로 정합해 오는 과정을 2단의 출력 정합 회로(51, 53)로 구현하여 주파수 대역폭을 넓히는 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 종래 기술에 따른 전력 증폭 장치 중에서 도허티 전력 증폭 장치의 제 3 실시예를 보인 회로도이다. 도 3의 도면부호 61은 캐리어 증폭기이고, 63, 73, 81은 출력 정합 회로이며, 65는 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인이고, 71은 피킹 증폭기이며, 75는 오프셋 라인이다. 도 3은 주파수 대역폭을 넓히기 위한 2단의 출력 정합 회로(63, 73, 81) 중에서 1단의 출력 정합 회로(63, 73)를 캐리어 증폭기(61)와 피킹 증폭기(71)의 출력 라인 상에 각각 분리하여 위치시킨 것으로서, 도 2b의 도허티 전력 증폭 장치와 거의 유사한 특징을 가진다.
도 1b를 통해 설명한 종래의 제 1 실시예와 도 2b를 통해 설명한 종래의 제 2 실시예 및 도 3을 통해 설명한 종래의 제 3 실시예는 주파수 대역폭을 넓혀서 광대역 특성을 갖도록 하기 위해 2단의 출력 정합 회로를 이용하였지만 회로 구성이 복잡하며, 그에 따라 칩 및 회로 크기가 클 뿐만 아니라 수동 소자의 추가적인 사용으로 단가가 상승하고, 수동 소자의 수가 많아짐에 따라 각 수동 소자에서 발생하는 손실로 인하여 전체 회로의 정합 회로 손실이 증가되어 회로의 성능저하를 가 져오는 문제점이 있다. 특히 종래의 제 1 실시예의 경우에는 이동통신 단말기용 전력 증폭 장치로 이용하고자 할 때에 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인의 높은 특성 임피던스로 인해 집적화 및 소형화가 취약한 문제점이 있다.
또한, 이동통신 단말기용 전력 증폭 장치를 구현하기 위해 인쇄회로기판 패키지 상에 전력 증폭 장치, 예로서 도허티 전력 증폭 장치를 구현하더라도 역시 패키지 크기가 커지는 점과 여러 개의 수동 소자 사용으로 인하여 증폭기 단가를 높이는 문제점을 여전히 가지고 있다.
이러한 전력 증폭 장치의 소형화에 관한 문제점 외에 전력 증폭 장치의 광대역 특성에 대한 한계가 차세대 이동통신 시스템에 쓰여질 전력 증폭 장치의 문제점으로 대두되고 있다.
본 발명은 쿼터 웨이브 트랜스포머의 낮은 특성 임피던스로 인하여 집적화 및 소형화에 유리할 뿐만 아니라 쿼터 웨이브 트랜스포머 자체를 출력 정합 회로로 이용하여 전체적으로 2단의 출력 정합 회로를 구현함으로써 광대역 특성을 가지면서도 회로 구성이 단순한 전력 증폭 장치를 제공한다.
본 발명은 쿼터 웨이브 트랜스포머 자체를 입력 정합 회로로 이용하여 전체적으로 2단의 입력 정합 회로를 구현함으로써 광대역 특성을 가지면서도 회로 구성이 단순한 전력 증폭 장치를 제공한다.
본 발명의 제 1 관점으로서 광대역 전력 증폭 장치는, 병렬로 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서, 상기 제 1 증폭기의 출력단에 연결되어 상기 제 1 증폭기의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와, 상기 제 2 증폭기의 출력단에 연결되어 상기 제 2 증폭기의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머와, 상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 후단에 연결된 출력 정합 회로를 포함한다.
본 발명의 제 2 관점으로서 광대역 전력 증폭 장치는, 병렬 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서, 상기 제 1 증폭기의 출력단에 직렬 연결된 제 1 임피던스 조절라인과, 상기 제 2 증폭기의 출력단에 직렬 연결된 제 2 임피던스 조절라인과, 상기 제 1 임피던스 조절라인과 상기 제 2 임피던스 조절라인의 출력측을 병렬 연결한 출력라인을 포함하며, 상기 제 1 증폭기의 최적 전원 임피던스를 Ropt라 하고, 상기 제 2 증폭기의 최적 전원 임피던스를 Ropt'라 하며, 상기 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout이라 하고, 상기 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout'이라 할 때에, 로드 임피던스를 Rout//Rout'(여기서,
Figure 112007057039320-pat00001
)로 정합하는 출력 정합 회로가 상기 출력라인 상에 위치하며, 특성 임피던스(Ro)가 "Ropt〈 Ro 〈 Rout"인 조건을 만족하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout)를 Ropt로 정합하고, 특성 임피던스(Ro')가 "Ropt'〈 Ro' 〈 Rout'"인 조건을 만족하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 2 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout')를 Ropt'로 정합한다.
본 발명의 제 3 관점으로서 광대역 전력 증폭 장치는, 병렬로 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서, 상기 제 1 증폭기의 입력단에 연결되어 상기 제 1 증폭기의 입력 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와, 상기 제 2 증폭기의 입력단에 연결되어 상기 제 2 증폭기의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머와, 상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 전단에 연결된 입력 정합 회로를 포함한다.
본 발명의 제 4 관점으로서 광대역 전력 증폭 장치는, 병렬 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서, 상기 제 1 증폭기의 입력단에 직렬 연결된 제 1 임피던스 조절라인과, 상기 제 2 증폭기의 입력단에 직렬 연결된 제 2 임피던스 조절라인과, 상기 제 1 임피던스 조절라인과 상기 제 2 임피던스 조절라인의 입력측을 병렬 연결한 입력라인을 포함하며, 상기 제 1 증폭기의 최적 입력 임피던스를 Rin_opt이라 하고, 상기 제 2 증폭기의 최적 입력 임피던 스를 Rin_opt'이라 하며, 상기 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin이라 하고, 상기 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin'이라 할 때에, 입력 임피던스를 Rin//Rin'로 정합하는 입력 정합 회로가 상기 입력라인 상에 위치하며, 특성 임피던스(Ri가 "Rin〈 Ri〈 Rin_opt"인 조건을 만족하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin)를 Rin_opt로 정합하고, 특성 임피던스(Ri')가 "Rin'〈 Ri' 〈 Rin_opt'"인 조건을 만족하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 2 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin')를 Rin_opt'로 정합한다.
본 발명에서는 쿼터 웨이브 트랜스포머의 낮은 특성 임피던스로 인하여 집적화 및 소형화에 유리할 뿐만 아니라 쿼터 웨이브 트랜스포머 자체를 출력 정합 회로 또는 입력 정합 회로로 이용하여 전체적으로 2단 출력 정합 회로 또는 2단 입력 정합 회로를 구현함으로써, 회로 구성이 단순하여 칩 및 회로 크기가 작을 뿐만 아니라 사용되는 수동 소자의 수를 줄여서 단가가 낮아지고, 각 수동 소자에서 발생하는 손실로 인한 전체 회로의 정합 회로 손실을 감소시켜 회로의 성능을 향상시킨다.
더욱이, 효율과 선형성 측면에서 큰 장점을 가진 도허티 전력 증폭 장치를 광대역에서 동작시킬 뿐만 아니라 이를 소형화 및 집적화 하는 데에 유리한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 출력 정합 방식이 적용된 광대역 전력 증폭 장치의 회로도이다.
먼저, 도 4a를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치를 살펴보면, 병렬로 연결한 제 1 증폭기(111) 및 제 2 증폭기(121)와, 제 1 증폭기(111)의 출력단에 연결되어 제 1 증폭기(111)의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 1 마이크로 스트립 라인(113)과, 제 2 증폭기(121)의 출력단에 연결되어 제 2 증폭기(121)의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 2 마이크로 스트립 라인(123)과, 제 1 마이크로 스트립 라인(113)과 제 2 마이크로 스트립 라인(123)의 후단에 연결된 출력 정합 회로(131)를 포함하여 구성된다.
도 4b를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치를 살펴보면, 도 4a에서 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인을 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 π-네트워크(115, 125)로 구현한 것이다. 아울러 도 4b에서는 1개의 인덕터(L)와 2개의 캐패시터(C)를 이용하여 π-네트워크(115, 125)를 구현한 예를 도시하였으나 2개의 인덕터(L)와 1개의 캐패시터(C)를 이용하여 π-네트워크를 구현할 수도 있다. 예로서 π-네트워크(115)의 인덕터(L) 위치에 캐패시터(C)를 배치함과 아울러 캐패시터(C) 위치에 인덕터(L)를 각각 배치하는 것이다.
도 4c를 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치를 살펴보면, 도 4a에서 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인을 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 T-네트워크(117, 127)로 구현한 것이다. 아울러 도 4c에서는 1개의 인덕터(L)와 2개의 캐패시터(C)를 이용하여 T-네트워크(117, 127)를 구현한 예를 도시하였으나 2개의 인덕터(L)와 1개의 캐패시터(C)를 이용하여 T-네트워크를 구현할 수도 있다. 예로서 T-네트워크(117)의 인덕터(L) 위치에 캐패시터(C)를 배치함과 아울러 캐패시터(C) 위치에 인덕터(L)를 각각 배치하는 것이다.
한편, 도 4b와 도 4c의 실시예에서는 쿼터 웨이브 트랜스포머를 π-네트워크 또는 T-네트워크로 구현한 예를 설명하였으나 π-네트워크와 T-네트워크 이외에도 인덕터(L)와 캐패시터(C)를 이용하여 쿼터 웨이브 트랜스포머의 특성을 갖도록 하는 경우라면 어떠한 회로 구성이라도 본 발명의 광대역 전력 증폭 장치에 적용할 수 있다. 즉 π-네트워크와 T-네트워크는 쿼터 웨이브 트랜스포머의 특성을 갖도록 한 인덕터(L)-캐패서터(C) 회로의 실시예들인 것이다.
이와 같은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치의 동작 특성을 이해하기 위하여 도 4a에 나타낸 광대역 전력 증폭 장치를 대표적으로 살펴보기로 한다.
제 1 증폭기(111)의 출력단에 직렬 연결된 라인은 제 1 임피던스 조절라인의 역할을 하고, 제 2 증폭기(121)의 출력단에 직렬 연결된 라인은 제 2 임피던스 조절라인의 역할을 하며, 제 1 임피던스 조절라인과 제 2 임피던스 조절라인의 출력측을 병렬 연결한 라인은 출력라인의 역할을 한다.
제 1 증폭기(111)의 최적 전원 임피던스를 Ropt라 하고, 제 2 증폭기(121)의 최적 전원 임피던스를 Ropt'라 하며, 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout이라 하고, 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout'라 할 때에, 출력라인 상에 위치한 출력 정합 회로(131)는 로드 임피던스를 Rout//Rout'로 정합하며, 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하는 특성 임피던스(Ro)가 "Ropt〈 Ro 〈 Rout"인 조건을 만족하는 제 1 마이크로 스트립 라인(113)이 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout)를 Ropt로 정합한다.
또한, 특성 임피던스(Ro')가 "Ropt'〈 Ro'〈 Rout'"인 조건을 만족하는 제 2 마 이크로 스트립 라인(123)이 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout')를 Ropt'로 정합한다.
이와 같은 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치는 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인(113, 123), π-네트워크(115, 125), T-네트워크(117, 127) 등의 낮은 특성 임피던스로 인해 집적화 및 소형화에 유리하다.
그리고, 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인(113, 123), π-네트워크(115, 125), T-네트워크(117, 127) 자체를 출력 정합회로에 이용을 하여 전체적으로 2단 출력 정합 회로를 구현하여 주파수 대역폭이 넓혀져서 광대역 특성을 갖는다는 장점과 함께, 회로의 복잡도와 단가 및 정합 회로의 손실 등의 측면에서는 1단 출력 정합 회로와 차이가 없다는 장점이 있다.
아울러, π-네트워크(115, 125) 및 T-네트워크(117, 127)의 인덕터(L)는 마이크로 스트립 라인과 같은 작은 인덕터로 구성하거나 MMIC 칩에서 모듈로의 연결을 위해 필수적으로 요구되는 본딩 인덕터(예로서, 본딩 와이어 인덕터)를 π-네트워크(115, 125) 및 T-네트워크(117, 127)의 인덕터(L)로 이용함으로써, 회로 구성의 복잡도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 단가 및 정합회로 손실 등의 측면에서도 장점을 가진다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제 4 내지 제 6 실시예에 따른 출력 정합 방식이 적용된 광대역 도허티 전력 증폭 장치의 회로도이다.
먼저, 도 5a를 참조하여 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치를 살펴보면, 병렬로 연결하여 도허티 동작이 일어나게 한 캐리어 증폭기(211) 및 피킹 증폭기(221)와, 캐리어 증폭기(211)의 출력단에 연결되어 캐리어 증폭기(211)의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 1 마이크로 스트립 라인(213)과, 피킹 증폭기(221)의 출력단에 연결되어 피킹 증폭기(221)의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 2 마이크로 스트립 라인(225)과, 피킹 증폭기(221)의 출력단과 제 2 마이크로 스트립 라인(225)과의 사이에 연결되어 피킹 증폭기(221) 쪽으로의 아웃풋 임피던스를 출력단의 임피던스와 캐리어단의 임피던스에 비해 충분히 크게 하는 오프셋 라인(223)과, 제 1 마이크로 스트립 라인(213)과 제 2 마이크로 스트립 라인(225)의 후단에 연결된 출력 정합 회로(231)를 포함하여 구성된다.
도 5b를 참조하여 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치를 살펴보면, 도 5a에서 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인을 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 π-네트워크(215, 227)로 구현한 것이다. 아울러 도 5b에서는 1개의 인덕터(L)와 2개의 캐패시터(C)를 이용하여 π-네트워크(215, 227)를 구현한 예를 도시하였으나 2개의 인덕터(L)와 1개의 캐패시터(C)를 이용하여 π-네트워크를 구현할 수도 있다. 예로서 π-네트워크(215)의 인 덕터(L) 위치에 캐패시터(C)를 배치함과 아울러 캐패시터(C) 위치에 인덕터(L)를 각각 배치하는 것이다.
도 5c를 참조하여 본 발명의 제 6 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치를 살펴보면, 도 5a에서 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인을 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 T-네트워크(217, 229)로 구현한 것이다. 아울러 도 5c에서는 1개의 인덕터(L)와 2개의 캐패시터(C)를 이용하여 T-네트워크(217, 229)를 구현한 예를 도시하였으나 2개의 인덕터(L)와 1개의 캐패시터(C)를 이용하여 T-네트워크를 구현할 수도 있다. 예로서 T-네트워크(217)의 인덕터(L) 위치에 캐패시터(C)를 배치함과 아울러 캐패시터(C) 위치에 인덕터(L)를 각각 배치하는 것이다.
한편, 도 5b와 도 5c의 실시예에서는 쿼터 웨이브 트랜스포머를 π-네트워크 또는 T-네트워크로 구현한 예를 설명하였으나 π-네트워크와 T-네트워크 이외에도 인덕터(L)와 캐패시터(C)를 이용하여 쿼터 웨이브 트랜스포머의 특성을 갖도록 하는 경우라면 어떠한 회로 구성이라도 본 발명의 광대역 전력 증폭 장치에 적용할 수 있다. 즉 π-네트워크와 T-네트워크는 쿼터 웨이브 트랜스포머의 특성을 갖도록 한 인덕터(L)-캐패서터(C) 회로의 실시예들인 것이다.
이와 같은 본 발명의 제 4 내지 제 6 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증 폭 장치의 동작 특성을 이해하기 위하여 도 5a에 나타낸 광대역 도허티 전력 증폭 장치를 대표적으로 살펴보기로 한다.
캐리어 증폭기(211)의 출력단에 직렬 연결된 라인은 제 1 임피던스 조절라인의 역할을 하고, 피킹 증폭기(221)의 출력단에 직렬 연결된 라인은 제 2 임피던스 조절라인의 역할을 하며, 제 1 임피던스 조절라인과 제 2 임피던스 조절라인의 출력측을 병렬 연결한 라인은 출력라인의 역할을 한다.
캐리어 증폭기(211)의 최적 전원 임피던스를 Ropt라 하고, 피킹 증폭기(221)의 최적 전원 임피던스를 Ropt'라 하며, 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout이라 하고, 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout'라 할 때에, 출력라인 상에 위치한 출력 정합 회로(231)는 로드 임피던스를 Rout//Rout'로 정합하며, 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하는 특성 임피던스(Ro)가 "Ropt〈 Ro 〈 Rout"인 조건을 만족하는 제 1 마이크로 스트립 라인(213)이 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout)를 Ropt로 정합한다.
또한, 특성 임피던스(Ro')가 "Ropt'〈 Ro' 〈 Rout'"인 조건을 만족하는 제 2 마이크로 스트립 라인(225)이 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout')를 Ropt'로 정합한다.
이와 같은 본 발명의 제 4 실시예 내지 제 6 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치는 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인(213, 225), π-네트워크(215, 227), T-네트워크(217, 229) 등의 낮은 특성 임피던스로 인해 집적화 및 소형화에 유리하다.
그리고, 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인(213, 225), π-네트워크(215, 227), T-네트워크(217, 229) 자체를 출력 정합회로에 이용을 하여 전체적으로 2단 출력 정합 회로를 구현하여 주파수 대역폭이 넓혀져서 광대역 특성을 갖는다는 장점과 함께, 회로의 복잡도와 단가 및 정합 회로의 손실 등의 측면에서는 1단 출력 정합 회로와 차이가 없다는 장점이 있다.
아울러, π-네트워크(215, 227) 및 T-네트워크(217, 229)의 인덕터(L)는 마이크로 스트립 라인과 같은 작은 인덕터로 구성하거나 MMIC 칩에서 모듈로의 연결을 위해 필수적으로 요구되는 본딩 인덕터(예로서, 본딩 와이어 인덕터)를 π-네트워크(215, 227) 및 T-네트워크(217, 229)의 인덕터(L)로 이용함으로써, 회로 구성의 복잡도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 단가 및 정합회로 손실 등의 측면에서도 장점을 가진다.
도 2a에 나타낸 종래의 제 2 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치의 경우에는, 로드 임피던스(RL)가 정해져 있을 때, 캐리어 증폭기(31)와 피킹 증폭기(41)의 출력단에서 바라보는 임피던스를 Ropt로 보이게 하기 위하여 출력 정합 회로(51)는 RL의 임피던스가 Ropt/2가 되도록 하는 임피던스 변환(임피던스 정합)을 해 야 한다.
이러한 종래 기술과 비교하기 위해 도 5b에 나타낸 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치에서 캐리어단과 피킹단의 임피던스 특성이 동일하다고 가정하기로 한다.
도 5b에 나타낸 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치의 경우에는, 로드 임피던스(RL)가 정해져 있을 때, 캐리어 증폭기(211)와 피킹 증폭기(221)의 출력단에서 바라보는 임피던스를 Ropt로 보이게 하기 위하여 출력 정합 회로(231)는 RL의 임피던스가 Rout/2가 되도록 하는 임피던스 변환을 하면 된다. 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 π-네트워크(215, 227)가 Rout의 임피던스로부터 Ropt로 임피던스 변환을 이루는 기능을 하기 때문이다.
이와 같이 같은 비율의 임피던스 정합을 구현하기 위하여 종래에는 1단계 정합이 이루어지나, 본 발명에서는 2단계에 걸쳐 정합이 이루어지게 된다. 각 단계에서의 정합비율은 도 2a의 경우는 Ropt/(2RL)인 반면, 도 5b의 경우는 만약 Ropt = Ropt'이고 Rout = Rout'라면 각각 Rout/(2RL), Ropt/Rout이다. 일반적으로 Ropt < Rout < RL 관계가 성립하며 이에 따라 정합 회로의 주파수 특성이 도 5b가 더 우수하다. 왜냐하면, 마이크로 회로의 설계를 진행함에 있어서 임피던스 정합 회로의 주파수 특성(임피던스 변환기가 설계에서 의도한 범위 안에서 동작하는 주파수 범위)은 정합비율이 클수록 좁아지게 되기 때문이다.
도 6은 종래 기술에 따른 도허티 전력 증폭 장치(도 2b)와 본 발명에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치(도 5b)의 주파수 밴드 특성을 나타낸 그래프로서, 두 전력 증폭 장치의 주파수 특성 시뮬레이션 결과로서 도 5b가 우수한 주파수 특성을 가지는 것을 알 수 있다.
한편, 전력 증폭 장치뿐만 아니라 RF 회로의 경우의 경우에도 회로가 동작하는 주파수 대역폭은 전체 회로에서 구성하는 여러 부분의 정합 회로 중, 임피던스를 정합해 가는 비율이 가장 큰 부분에 의해 결정이 된다. 따라서, 출력 정합 회로뿐만 아니라 입력 정합 회로 및 내부 정합 회로의 임피던스 정합 비율에도 주의를 기울일 필요가 있다.
도 7은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 입력 정합 방식이 적용된 광대역 전력 증폭 장치의 회로도이다.
도 7을 참조하면 본 발명의 제 7 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치는, 병렬로 연결한 제 1 증폭기(323) 및 제 2 증폭기(333)와, 제 1 증폭기(323)의 입력단에 연결되어 제 1 증폭기(323)의 입력 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 1 마이크로 스트립 라인(321)과, 제 2 증폭기(333)의 입력단에 연결되어 제 2 증폭기(333)의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 2 마이크로 스트립 라인(331)과, 제 1 마이크로 스트립 라인(321)과 제 2 마이크로 스트립 라인(331)의 전단에 연결된 입력 정합 회로(311)를 포함하여 구성된 다.
이와 같은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치의 임피던스 정합 특성을 살펴보면 아래와 같다.
제 1 증폭기(323)의 입력단에 직렬 연결된 라인은 제 1 임피던스 조절라인의 역할을 하며, 제 2 증폭기(333)의 입력단에 직렬 연결된 라인은 제 2 임피던스 조절라인의 역할을 하고, 제 1 임피던스 조절라인과 제 2 임피던스 조절라인의 입력측을 병렬 연결한 라인은 입력라인의 역할을 한다.
제 1 증폭기(323)의 최적 입력 임피던스를 Rin_opt이라 하고, 제 2 증폭기(333)의 최적 입력 임피던스를 Rin_opt'라 하며, 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin이라 하고, 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin'라 할 때에, 입력라인 상에 위치한 입력 정합 회로(311)는 입력 임피던스(Rs)를 Rin//Rin'로 정합하며, 특성 임피던스(Ri)가 "Rin_opt〈 Ri 〈 Rin"인 조건을 만족하는 제 1 마이크로 스트립 라인(321)이 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하여 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin)를 Rin_opt로 정합한다.
특성 임피던스(Ri')가 "Rin_opt'〈 Ri' 〈 Rin'"인 조건을 만족하는 제 2 마이크로 스트립 라인(331)이 제 2 임피던스 조절라인 상에 위치하여 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin')를 Rin_opt'로 정합한다.
아울러, 앞서 설명한 다른 실시예들과 마찬가지로 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인(321, 331)은 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 π-네트워크 또는 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 T-네트워크 등과 같이 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로로 구현할 수도 있다.
또한, π-네트워크 및 T-네트워크의 인덕터(L)는 마이크로 스트립 라인과 같은 작은 인덕터로 구성하거나 MMIC 칩에서 모듈로의 연결을 위해 필수적으로 요구되는 본딩 인덕터(예로서, 본딩 와이어 인덕터)를 π-네트워크 및 T-네트워크의 인덕터(L)로 이용함으로써, 회로 구성의 복잡도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 단가 및 정합회로 손실 등의 측면에서도 장점을 가진다.
도 8은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 입력 정합 방식이 적용된 광대역 도허티 전력 증폭 장치의 회로도이다.
도 8을 참조하면 본 발명의 제 8 실시예에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치는, 병렬로 연결하여 도허티 동작이 일어나도록 한 캐리어 증폭기(423) 및 피킹 증폭기(433)와, 캐리어 증폭기(423)의 입력단에 연결되어 캐리어 증폭기(423)의 입력 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 1 마이크로 스트립 라인(421)과, 피킹 증폭기(433)의 입력단에 연결되어 피킹 증폭기(433)의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 제 2 마이크로 스트립 라인(431)과, 제 1 마이크로 스트립 라인(421)과 캐리어 증폭기(423)와의 사이 위치와 제 2 마이크로 스트립 라인(431)과 피킹 증폭기(433)와의 사이 위치 중에서 어느 하나의 사이 위치 또는 모든 사이 위치에 각각 연결되어 캐리어 증폭기(423)와 피킹 증폭기(433) 사이의 지연을 맞춰주는 지연 보상 회로(441)와, 제 1 마이크로 스트립 라인(421)과 제 2 마이크로 스트립 라인(431)의 전단에 연결된 입력 정합 회로(411)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 광대역 전력 증폭 장치의 임피던스 정합 특성을 살펴보면 아래와 같다. 여기서 지연 보상 회로(441)의 소자 구성 및 배선은 공지의 기술사상에 해당하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
캐리어 증폭기(423)의 입력단에 직렬 연결된 라인은 제 1 임피던스 조절라인의 역할을 하며, 피킹 증폭기(433)의 입력단에 직렬 연결된 라인은 제 2 임피던스 조절라인의 역할을 하고, 제 1 임피던스 조절라인과 제 2 임피던스 조절라인의 입력측을 병렬 연결한 라인은 입력라인의 역할을 한다.
캐리어 증폭기(423)의 최적 입력 임피던스를 Rin_opt이라 하고, 피킹 증폭기(433)의 최적 입력 임피던스를 Rin_opt'라 하고, 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin이라 하며, 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin'라 할 때에, 입력라인 상에 위치한 입력 정합 회로(411)는 입력 임피던스(Rs)를 Rin//Rin'로 정합하며, 특성 임피던스(Ri)가 "Rin_opt〈 Ri 〈 Rin"인 조건을 만족하는 제 1 마이크로 스트립 라인(421)이 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하여 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin)를 Rin_opt로 정합한다.
특성 임피던스(Ri')가 "Rin_opt'〈 Ri' 〈 Rin'"인 조건을 만족하는 제 2 마이크로 스트립 라인(431)이 제 2 임피던스 조절라인 상에 위치하여 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin')를 Rin_opt'로 정합한다.
아울러, 앞서 설명한 다른 실시예들과 마찬가지로 쿼터 웨이브 트랜스포머의 역할을 하는 마이크로 스트립 라인(421, 431)은 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 π-네트워크 또는 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성한 T-네트워크 등과 같이 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로로 구현할 수도 있다.
또한, π-네트워크 및 T-네트워크의 인덕터(L)는 마이크로 스트립 라인과 같은 작은 인덕터로 구성하거나 MMIC 칩에서 모듈로의 연결을 위해 필수적으로 요구되는 본딩 인덕터(예로서, 본딩 와이어 인덕터)를 π-네트워크 및 T-네트워크의 인덕터(L)로 이용함으로써, 회로 구성의 복잡도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 단가 및 정합회로 손실 등의 측면에서도 장점을 가진다.
지금까지 본 발명의 몇 가지 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이 다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 전력 증폭 장치 중에서 도허티 전력 증폭 장치의 제 1 실시예를 보인 회로도,
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 전력 증폭 장치 중에서 도허티 전력 증폭 장치의 제 2 실시예를 보인 회로도,
도 3은 종래 기술에 따른 전력 증폭 장치 중에서 도허티 전력 증폭 장치의 제 3 실시예를 보인 회로도,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 출력 정합 방식이 적용된 광대역 전력 증폭 장치의 회로도,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제 4 내지 제 6 실시예에 따른 출력 정합 방식이 적용된 광대역 도허티 전력 증폭 장치의 회로도,
도 6은 종래 기술에 따른 도허티 전력 증폭 장치와 본 발명에 따른 광대역 도허티 전력 증폭 장치의 주파수 밴드 특성을 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 입력 정합 방식이 적용된 광대역 전력 증폭 장치의 회로도,
도 8은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 입력 정합 방식이 적용된 광대역 도허티 전력 증폭 장치의 회로도.

Claims (20)

  1. 병렬로 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서,
    상기 제 1 증폭기의 출력단에 연결되어 상기 제 1 증폭기의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와,
    상기 제 2 증폭기의 출력단에 연결되어 상기 제 2 증폭기의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 출력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머와,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 후단에 연결된 출력 정합 회로
    를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭기는 캐리어 증폭기로 구현하고 상기 제 2 증폭기는 피킹 증폭기로 구현하여 병렬로 연결한 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기가 도허티 동작이 일어나게 하며,
    상기 피킹 증폭기의 출력단과 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머와의 사이에 연결된 오프셋 라인
    을 더 포함하는 광대역 전력 증폭 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머 또는 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머를 마이크로 스트립 라인 또는 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로는 π-네트워크 또는 T-네트워크인
    광대역 전력 증폭 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 인덕터를 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 인덕터로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
  6. 병렬 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서,
    상기 제 1 증폭기의 출력단에 직렬 연결된 제 1 임피던스 조절라인과, 상기 제 2 증폭기의 출력단에 직렬 연결된 제 2 임피던스 조절라인과, 상기 제 1 임피던스 조절라인과 상기 제 2 임피던스 조절라인의 출력측을 병렬 연결한 출력라인을 포함하며,
    상기 제 1 증폭기의 최적 전원 임피던스를 Ropt라 하고, 상기 제 2 증폭기의 최적 전원 임피던스를 Ropt'라 하며, 상기 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout이라 하고, 상기 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스를 Rout'이라 할 때에, 로드 임피던스를 Rout//Rout'로 정합하는 출력 정합 회로가 상기 출력라인 상에 위치하며, 특성 임피던스(Ro)가 "Ropt〈 Ro 〈 Rout"인 조건을 만족하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 1 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout)를 Ropt로 정합하고, 특성 임피던스(Ro')가 "Ropt'〈 Ro' 〈 Rout'"인 조건을 만족하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 2 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 2 임피던스 조절라인의 출력 임피던스(Rout')를 Ropt'로 정합하는
    광대역 전력 증폭 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭기는 캐리어 증폭기로 구현하고 상기 제 2 증폭기는 피킹 증폭기로 구현하여 병렬로 연결한 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기가 도허티 동작이 일어나게 하며,
    상기 제 2 임피던스 조절라인 상의 상기 피킹 증폭기와 상기 제 2 쿼터 웨이 브 트랜스포머와의 사이에 오프셋 라인이 위치한
    광대역 전력 증폭 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머 또는 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머를 마이크로 스트립 라인 또는 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로는 π-네트워크 또는 T-네트워크인
    광대역 전력 증폭 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 인덕터를 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 인덕터로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
  11. 병렬로 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서,
    상기 제 1 증폭기의 입력단에 연결되어 상기 제 1 증폭기의 입력 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와,
    상기 제 2 증폭기의 입력단에 연결되어 상기 제 2 증폭기의 로드 라인 임피던스 조절을 통해 입력 정합 기능을 하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머와,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머의 전단에 연결된 입력 정합 회로
    를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭기는 캐리어 증폭기로 구현하고 상기 제 2 증폭기는 피킹 증폭기로 구현하여 병렬로 연결한 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기가 도허티 동작이 일어나게 하며,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 캐리어 증폭기와의 사이 위치와 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 피킹 증폭기와의 사이 위치 중에서 어느 하나의 사이 위치 또는 모든 사이 위치에 각각 연결되어 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기 사이의 지연을 맞춰주는 지연 보상 회로
    를 더 포함하는 광대역 전력 증폭 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머 또는 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머를 마이크로 스트립 라인 또는 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로는 π-네트워크 또는 T-네트워크인
    광대역 전력 증폭 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 인덕터를 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 인덕터로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
  16. 병렬 연결한 제 1 증폭기와 제 2 증폭기를 포함하는 광대역 전력 증폭 장치로서,
    상기 제 1 증폭기의 입력단에 직렬 연결된 제 1 임피던스 조절라인과, 상기 제 2 증폭기의 입력단에 직렬 연결된 제 2 임피던스 조절라인과, 상기 제 1 임피던스 조절라인과 상기 제 2 임피던스 조절라인의 입력측을 병렬 연결한 입력라인을 포함하며,
    상기 제 1 증폭기의 최적 입력 임피던스를 Rin_opt이라 하고, 상기 제 2 증폭기의 최적 입력 임피던스를 Rin_opt'이라 하며, 상기 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin이라 하고, 상기 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스를 Rin'이라 할 때에, 입력 임피던스를 Rin//Rin'로 정합하는 입력 정합 회로가 상기 입력라인 상 에 위치하며, 특성 임피던스(Ri)가 "Rin〈 Ri 〈 Rin_opt"인 조건을 만족하는 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 1 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 1 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin)를 Rin_opt로 정합하고, 특성 임피던스(Ri')가 "Rin'〈 Ri' 〈 Rin_opt'"인 조건을 만족하는 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머가 상기 제 2 임피던스 조절라인 상에 위치하여 상기 제 2 임피던스 조절라인의 입력 임피던스(Rin')를 Rin_opt'로 정합하는
    광대역 전력 증폭 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭기는 캐리어 증폭기로 구현하고 상기 제 2 증폭기는 피킹 증폭기로 구현하여 병렬로 연결한 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기가 도허티 동작이 일어나게 하며,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 캐리어 증폭기와의 사이 위치와 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머와 상기 피킹 증폭기와의 사이 위치 중에서 어느 하나의 사이 위치 또는 모든 사이 위치에 각각 연결되어 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기 사이의 지연을 맞춰주는 지연 보상 회로
    를 더 포함하는 광대역 전력 증폭 장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 쿼터 웨이브 트랜스포머 또는 상기 제 2 쿼터 웨이브 트랜스포머를 마이크로 스트립 라인 또는 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 인덕터(L)-캐패시터(C) 회로는 π-네트워크 또는 T-네트워크인
    광대역 전력 증폭 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 인덕터를 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 인덕터로 구현한
    광대역 전력 증폭 장치.
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