KR100926197B1 - 전력 결합을 통합적으로 수행하는 스위칭-모드 전력 증폭기 - Google Patents

전력 결합을 통합적으로 수행하는 스위칭-모드 전력 증폭기 Download PDF

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Abstract

스위칭-모드 전력 증폭기는 다수의 입력 신호에 대한 전력 증폭을 수행하고, 이들 신호를 적분합하기 위해 구성된다. 개념적으로, 이는 종래 3-포트 결합기(트리필라) 또는 직렬 연결된 출력(제2의) 권선을 갖는 두개의 변압기의 입력요소 구성과 유사한 방식으로, 전형적인 평형형 변압기-연결형 전압 스위칭 증폭기내에서 변압기의 중앙-탭형 입력 권선부를 각 입력 신호에 대해 하나씩인 개별 입력 권선부들로 대체함으로써 달성된다. 따라서, 증폭기의 변압기의 입력 권선은 다수의 입력요소 신호 각각에 대해 하나씩인 다수의 직렬-연결된 권선으로 이루어진다. 일 실시예에서, 직렬-연결형 중앙-탭형 권선을 포함하는 평형형 증폭기 입력요소를 이용할 때, 입력 권선(72,74) 각각의 중앙탭은 전압 레일(VDD)에 연결되며, 권선(72,74)의 터미널 단부 각각은 상기 입력요소를 위한 입력 신호에 의해 공급되는 증폭 활성 디바이스(82, 84, 86, 88)(즉, 트랜지스터)에 의해 구동된다. 이 활성 디바이스(82,84,86,88)는 저출력 임피던스 및 고출력 임피던스 사이를 교대로 스위칭하며, 이에 의해 병렬 출력 임피던스 결과가 낮다.
스위칭-모드 전력 증폭기

Description

전력 결합을 통합적으로 수행하는 스위칭-모드 전력 증폭기{Switched-Mode Power Amplifier Integrally Performing Power Combining}
본 발명은 고주파 전송기(radio frequency transmitter)용 회로에 관한 것이며, 특히 일반적으로 전력 증폭에 통합적으로 신호결합을 제공하는 증폭기 회로에 관한 것이다.
전형적으로, 전력 결합기(power combiner)가 RF 전송기에 이용되어 무선전송을 위해 병렬 전력 증폭기의 출력 신호를 하나의 고전력 RF출력 신호에 결합한다. 이 공지된 전송기 구조들에서는 첫째로 전력 증폭기에 의해 신호가 증폭되고, 그 다음, 전력 결합기에 의해 신호가 결합되어 전송을 위한 결합 증폭 신호를 생성한다. 그러나, 회로 구조 및 이용된 신호 형태에 따라, 결합기의 입력 신호들의 분리 달성과 전력 손실 감소(reducing power loss)사이에 절충(trade off)을 행하는 것이 필요하다.
효율에 대한 필요성은 무선 근거리 통신망(LAN)에 사용되며 직교 주파수 분할 다중(OFDM : orthogonal frequency division multiplex)과 같은 변조 형태를 이용하는 송수신기의 고집적화된 조건을 위해 특히 중요한 설계 요인이다. 더욱이, 본 출원인은 OFDM신호 형태를 이용하는 신호 변조 방법을 개발했으며, 정보 신호는 독립성분 신호(independent componetnt signal)로 해체된 후에, 전송 이전의 업-컨버전(up-conversion), 증폭, 및 결합을 위해 원정보신호(original information signal)보다 효과적으로 처리되고 변조된다. 이러한 변조된 신호들은 증폭 이후에 결합이 잇따르는 종래의 모델을 이용할때, 공지된 전력 증폭기 및 결합기의 고유 손실 및 분리 한계로 인하여, 전송기의 증폭/결합 단계에서 효율성을 달성하는데 추가적인 어려움을 나타낸다.
비-가역 결합기(non-reciprocal combiner)는 저가 무선과 같은 어플리케이션에 대해서 비-경제적이며, 대신 4개의 포트(4-포트) 또는 3개의 포트(3-포트) 구조로 실현된 가역 결합기(reciprocal combiner)가 이러한 어플리케이션에 이용될 수 있다. 4-포트 결합기는 개개의 입력들 사이의 분리 잇점을 제공하지만(이는 증폭기 단계의 출력 임피던스가 서로에게 로드(load)를 주지 않는다는 것을 의미함), 증폭되는 신호가 동일하지 않은 경우에(즉, 통계적으로 독립적인 경우에) 3dB의 고유 손실을 낳게 된다(이러한 손실은 공진으로 인해 신호가 동일한 경우에 사라진다). 그러므로, 일반적으로 4-포트 결합기는 증폭되는 신호가 동일한 경우에만 이용에 적합하다.
또한, 출력(제2의) 권선 시리즈가 연결된 두개의 변압기 또는 트리필라(trifilar)라고 공지된 3-포트 결합기는 결합기의 출력에 연결된 로드 임피던스는 물론이고 그것을 공급하는 증폭기의 출력 임피던스에 따라 각각의 개별 입력들 간의 분리를 제공할 수 있다. 개별 증폭기의 출력 임피던스와 결합기의 출력 로딩 임피던스가 동일하면, 분리는 제공되지 않으며, 3dB의 고유 손실을 생성한 다. 한편, 증폭기의 출력 임피던스가 결합기의 출력 로딩 임피던스와 비교하여 작다면, 고유 손실이 감소하고, 출력 임피던스 0Ω의 경우에 0dB로 접근한다.
전력 증폭기의 여러가지 클라스(class)는 크게 두가지 종류인 선형모드 및 스위칭 모드로 분류될 수 있다. 선형 증폭기는 활성 디바이스를 위한 바이어스 조건 및 로드 라인(load line)으로 생긴 출력 임피던스를 제공한다(일반적인 경우에,활성 디바이스는 트랜지스터임). 사실상, 이 출력 임피던스는 전형적으로 5 내지 50Ω범위이다. 결과적으로, 두개의 선형 증폭기의 출력을 결합하기 위해 3-포트 결합기(트리필라)를 이용하는 경우에 제한적인 분리만이 달성할 수 있다. 전형적인 스위칭-모드 전력 증폭기(클라스 D 및 클라스 E)는 활성(스위칭)디바이스의 입력요소, 중앙 변압기 요소(central tranfomer component) 및 공진기(resonator)로 이루어진 출력부로 된다. 이러한 설계를 위해 필요한 다수의 변압기 권선들과 연관된 비용 및 공간 조건(비효율적인 결과)들 때문에, 개별 스위칭 모드 증폭기의 출력신호들을 결합하기 위해 트리필라에 인가하는 것은 비실용적이다.
송신기에서 전력 증폭과 변조된 신호의 결합을 달성하기 위해 새롭고 효율적인 수단이 필요하다.
스위칭-모드 전력 증폭기는 다수의 입력 신호(즉, 아날로그 상 변조 신호)에 대한 전력 증폭을 수행하고, 이들 신호를 적분합(결합)하기 위해 구성된다. 개념적으로, 이는 종래 3-포트 결합기(트리필라) 또는 직렬 연결된 출력(제2의) 권선을 갖는 두개의 변압기의 입력요소 구성과 유사한 방식으로, 전형적인 평형형 변압기-접속형 전압 스위칭 증폭기내에서 변압기의 중앙-탭형 입력 권선부를 각 입력 신호에 대해 하나씩인 개별 입력 권선부들로 대체함으로써 달성된다. 따라서, 증폭기의 변압기의 입력 권선은 다수의 입력요소 신호 각각에 대해 하나씩인 다수의 직렬-연결된 권선으로 이루어진다.
본 발명에 따라 증폭기로 입력되는 다수의 신호를 통합적으로 증폭하고 합하기 위해 구성된 스위칭-모드 전력 증폭기가 제공된다. 증폭기는 다수의 입력 신호 각각을 위한 입력요소와, 출력 공진기 요소(output resonator component)와, 상기 입력요소와 공진기 요소 사이에 변압기 요소 (transformer component)를 포함한다. 변압기 요소는 다수의 직렬 연결 입력 권선과 출력 권선을 포함한다. 입력요소 각각은 입력 권선 및 다수의 활성 디바이스를 포함하며, 활성 디바이스는 상기 입력 신호에 의해 교대로 스위칭되도록 구성되어 입력권선에서의 입력신호에 대응하는 증폭된 신호를 나타낸다. 입력요소 각각은 저출력 임피던스를 제공한다. 변압기의 입력 권선에서 직렬-연결된 증폭 신호에 따라, 출력 권선은 상기 증폭된 신호의 합에 대응하는 합신호(summation signal)를 나타낸다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 증폭기의 입력요소는 두개의 활성 디바이스를 포함하고, 입력 권선은 중압탭의 전압 레일(voltage rail)에 연결되는 중앙-탭형 권선이며, 권선의 각 터미널 단부는 활성 디바이스중 하나에 의해 공급된다.
유리하게, 활성 디바이스는 저출력 임피던스 및 고출력 임피던스 사이를 교대로 스위칭하며, 병렬 출력 임피던스 결과는 낮다. 결론적으로, 다수의 입력요소의 직렬-연결된 중앙-탭형 권선은 증폭기의 공진기와 로드에 인가된 저 출력 임피던스 소스의 직렬 연결을 구성한다. 이것은 교대로, 증폭기 입력요소들 사이에 고레벨 절연을 제공하며, 저레벨 손실을 일으킨다.
다른 바람직한 실시예에서, 본 발명의 증폭기의 입력요소는 입력 권선을 갖는 브리지 구성으로 배열된 활성 디바이스의 두개의 연결쌍을 포함하며, 각각의 쌍은 교대로 스위칭되는데, 각 쌍중 하나의 활성 디바이스는 전압 레일에 연결되며 각 쌍중 다른 활성 디바이스는 접지에 연결되며, 입력 권선은 활성 디바이스의 각 쌍 과 함께 연결한다.
또한, 본 발명에 따라, 공진기 요소로의 입력을 위한 단일의 증폭된 합 신호를 산출하기 위해 증폭기로 입력되는 다수의 신호를 통합적으로 증폭하고 합하기 위한 방법이 제공된다. 저출력 임피던스를 갖는 분리된 증폭기 입력요소에 의해 입력요소의 권선내에서 입력 신호에 대응하는 증폭 신호를 생성하기 위해 상기 입력 신호 각각을 증폭한다. 증폭을 수행하기 위해, 입력요소의 활성 디바이스의 스위칭을 교대로 일으키기 위해 입력요소의 활성 디바이스에 입력 신호가 인가한다. 변압기 요소를 위한 효율적 입력 권선을 제공하기 위해 입력요소의 권선은 직렬로 연결된다. 이에 의해, 공진기 요소로의 출력을 위해 구성된 변압기의 출력 권선내에서 합신호가 나타난다.
본 발명의 바람직한 실시예는 관련하는 이하 도면을 참조하여 구체적으로 설 명하며, 이들 도면에서 대응부는 동일한 참조번호로 나타낸다.
도 1은 전압 스위칭 구조(voltage switching architecture)를 갖는 종래의 평형형 스위칭-모드 전력 증폭기(클래스 D 또는 클래스 E)를 도시한다.
도 2는 종래의 3-포트 전력 결합기(트리필라)를 도시한다.
도 3은 다수의 신호 입력의 전력 증폭을 수행하고 그들 신호를 적분합(결합)하기 위해 구성된 스위칭-모드 전력 증폭기를 도시하며, 증폭기의 각각의 입력요소의 중앙-탭형 권선(central-tapped winding)의 절반은 그로 입력되는 신호(Vin 1 및 Vin 2)의 반주기(half cycle) 각각을 위해 이용되며, 이 실시예에서 출력(제2의) 권선은 트리필라의 출력 권선이다(그러나, 대안적인 실시예인 경우, 이 출력 권선이 두개의 변압기의 두개의 직렬 연결된 제2의 권선에 의해 대신 제공될 수 있다는 것은 당업자들에게는 자명하다).
도 4는 다수의 신호 입력의 전력 증폭을 수행하고 그 신호를 적분합(결합)하기 위해 구성된 스위칭-모드 전력 증폭기(클래스 D 및 E)를 도시하며, 도 3의 실시예의 중앙-탭형 권선(즉, 반)대신에, 증폭기의 각각의 입력요소의 전권선(full winding)이 그로 입력되는 신호(Vin 1 및 Vin 2)의 반주기를 위해 이용된다.
놀랍게도, 본 발명자들은 전력 증폭기 및 결합기가 연속적으로 단계화된 공지된 설계에 비해 더 큰 효율성을 제공하는 개선된 전력 증폭 및 전력 결합을 달성하기 위한 수단을 발명하고 개발했다. 유리하게, 본 발명의 스위칭-모드 증폭기는 자신으로 입력되는 신호들의 전력증폭 및 결합을 일체로 수행한다. 본 발명에 따라, 다수의 입력 신호는 입력신호가 증폭된 후에 그리고 증폭기의 공진기 구성요소및 로드 임피던스가 인가되기 전에 전력증폭기 내측에서 결합된다(합해진다). 이는 완전한 증폭 프로세스에 이어 전력 결합이 일어나는 공지된 전력 증폭기와 현저하게 뚜렷한 차이를 보인다. 공지된(종래) 스위칭-모드 전력 증폭기는 도 1에 도시되며, 공지된(종래) 3-포트 전력 결합기(트리필라)는 도 2에 도시되는데, 이 디바이스들 모두의 작동 방법은 당업자들에게 잘 알려져 있다.
도 1에 도시된 종래 스위칭-모드 전력 증폭기는 변압기-결합 전압 스위칭 구조(tranformer-coupled voltage switching architecture)를 가지며, 입력 권선부(input winding component: 10,20)로 이루어진 중앙-탭형 입력 권선(30)과, 이와 함께, 증폭기의 변압기 요소를 구성하는 출력 권선(40)을 포함한다. 이 증폭기의 작동 방법은 당업자들에 의해 잘 알려져 있다. 작동중에, 활성 디바이스(트랜지스터)(16, 18)의 출력은 티터-토터(teeter-totter) 스위치로 기능하며, 두개의 입력 레벨의 신호 Vin(12,14)의 사이를 스위칭하며,
Figure 112007065014614-pct00001
은 Vin의 역이다(Vin은 일정한 엔벨러프 상 변조 신호(constant envelope phase modulated signal)이다). 입력 권선부(10,20) 각각에 의해 제공된 결과신호는 입력 신호 Vin의 상변화를 추적하며, 전압 레일 VDD 및 접지 사이에서 교대로 스위칭한다. 그러므로, 권선부(10,20)에서의 신호는 입력 권선(30)에 의해 결합되는 두개의 상보성 구형파 전압 신호이며, 입력 신호 Vin에 대응하는 증폭된 신호를 제공한다. 반권선(half winding)은 평형이며, 효율성을 위해, 그들 사이에 높은 결합 계수(high coupling coefficient)를 갖는다. 변압기 요소의 출력 권선(40)을 통해 생긴 증폭된 합신호(summation signal)는, 로드 임피던스(R)(78)에 대한 출력을 위해, 인덕터(L:50) 및 캐패시터(C: 60)으로 이루어진 동조 출력 공진기(필터)부에 직렬로 연결된다.
전술한 스위칭-모드 증폭기의 활성 디바이스(16, 18)는 그들을 통과하는 전압과 그들에 흐르는 전류를 동시에 경험하지 않는다. 결과적으로, 개방회로 및 단락(short circuit) 사이를 교대하는 출력 임피던스를 나타낸다. 개별 활성 디바이스 각각을 위한 출력 임피던스는, 하나가 개방 회로이고 다른 하나가 단락된다는 점에서, 다른 활성 디바이스의 출력 임피던스와 상보적이다. 개방 회로가 입력 권선(30)의 하나의 요소(10 또는 20)에 의해 생성되면, 그것은(전류가 특정 입력 권선부(10 또는 20)를 통해 흐르지 않을 것이므로) 변압기에 부하를 주지 않으며, 변압기에 나타난 합성 임피던스 결과는 상보성 입력 권선부(20 또는 10) 각각으로부터 단락 회로의 출력 임피던스가 된다(0Ω). 이러한 예의 실시예 스위칭-모드 증폭기는 전압 스위칭을 이용한다. 전압 스위칭에 대한 대안은 전류 소스 및 개방 회로 사이를 스위칭하는 전류 스위칭을 이용하는 것이다. 그러나, 사실상 이러한 대안은 일정한 전류 소스를 제공하기 위한 필요성 때문에 바람직하지 않다.
본 발명자는 스위칭-모드 증폭기의 활성 디바이스(16,18)에 의해 나타난 이와 같은 아주 낮은 출력 임피던스(이론적으로 0)가 중첩(superposition) 즉, 신호 전압의 결합을 달성하기 위해 유리하게 이용될 수 있다는 것을 발견했다. 구체적 으로, 발명자는 이러한 전압 신호의 중첩은, 3-포트 결합기(트리필라)(또는, 전술한 바와 같이, 직렬 연결된 제2의 권선을 갖는 두개의 변압기)와 유사한 방식으로, 전술한 평형형 스위칭-모드 전력 증폭기 구조(예를 들면, 클래스 D 또는 E)의 중앙-탭형 변압기를 개별 입력 스테이지들로 대체함으로써 달성된다는 놀라운 발견을 했다.
본 발명의 제1 실시예에 대한 실시는 도 3에 의해 제공되며, 도 3으로부터 본 발명의 스위칭-모드 증폭기에서, 도 1에 도시된 종래 증폭기의 변압기의 입력 권선(30)(반 권선(10,20)으로 이루어짐)은, 증폭되고 결합될 두개의 입력 전압 신호 Vin1 및 Vin2 각각에 대해 하나씩, 별개의 입력요소(70,80)의 입력 권선(72,74)으로 대체된다는 것을 이해할 수 있으며, 각각의 입력요소(70,80)는 활성 디바이스(82, 84) 및 (86, 88) 각각과, 입력 권선(72,74) 각각을 포함한다. 이와 같이, 각각의 입력요소(70,80)는 하나의 트리필라 입력과 유사한 방식으로 기능한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 신호 Vin1,
Figure 112007065014614-pct00002
및 Vin2,
Figure 112007065014614-pct00003
는 각각 활성 디바이스(82,84)와 (86,88)에 공급된다(feed)(
Figure 112007065014614-pct00004
은 Vin1의 역이고,
Figure 112007065014614-pct00005
은 Vin2의 역이다). 권선(72,74)은 그들을 구동하는 활성 디바이스(즉, 스위칭온되어 단락회로를 나타내는 활성 디바이스)의 아주 적은 임피던스(이론적으로 0)만 본다. 두개의 입력요소 권선(72,74)은 직렬 연결되며, 중첩에 의해 두개의 입력 전압 신호 Vin1 및 Vin2에 의해 이 권선 내에서 생성된 전류 파형은 중첩을 야기하고, 하나의 터미널 단부가 접지에 연결되며 다른 터미널 단부가 공진기 요소(50,60)에 연결되는 출력 권선(44) 내에서 두개 신호의 합을 만든다(대안적인 실시예인 경우, 본 명세서에서 도시된 단일 권선은 두개의 직렬 연결된 출력 권선에 의해 제공될 수 있다). 증폭되어 합해진 신호가 공진기 요소(50,60) 및 그 다음 로드 임피던스(78)에 공급되기 전에 증폭기내에서 이 합이 일어난다. 이와 같이, 두개의 스위칭-모드 증폭기 입력 신호 Vin 1 및 Vin 2사이에 단일 증폭기 공진기가 공유된다. 선택적이고 대안적인 실시예에서, (도 3에 도시된 바와 같이 하나의 터미널 단부가 접지에 연결되는 대신에) 출력 권선(44)의 두개의 터미널 단부는 균형잡힌 방식으로 공진기 요소에 연결될 수 있다.
유리하게, 본 발명의 증폭기는 동일하지 않은(독립적인) 입력 신호 Vin 1 및 Vin 2의 결합을 낮은 손실(이론적으로 0)로써 달성한다. 본 명세서에서 도시된 실시예가 단지 두개의 입력 신호(Vin 1 및 Vin2는 아날로그, 일정한 엔벨로프 상 변조 신호임)를 이용하지만, 더 많은 수의 입력 신호(즉, Vin1, Vin2, Vin3 ...)가 본 발명에 따른 유사한 방식으로 증폭될 수 있다.
도 4는 도 3의 실시예의 평형형 구조 및(도 1에 도시된 종래 증폭기) 대신에증폭기 입력요소(100, 110)을 위한 브리지 구조를 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 입력요소(100, 110) 각각에 대한 전 입력요소 권선(140,150)이 그로 입력되는 신호(Vin1 및 Vin2)의 각각의 스위칭된 주기를 위해 이용된다. 이는 반권선이 임의의 주어진 시간에서만 활성화되며, 이에 따라, 반권선이 강하게 결합되어야 하는 도 3의 실시예의 평형형 구조와 상이하다. 도시 된 바와 같이, 입력 성분(100, 110) 각각에 대해, 브리지-구성된(즉, 엇갈려 위치한) 활성 디바이스(트랜지스터)의 쌍들(112,118)(114, 116)과 (120, 126)(122, 124) 각각이 개방회로 및 단락 회로 사이에서 교대로 스위칭된다. 결과적으로, 권선(140,150) 각각을 통한 전류 흐름 방향은 신호의 반 주기 마다 교대로 스위칭되며, 매번 전권선이 이용된다. 그러므로, 이 실시예는 도 3의 실시예와 연관된, 강하게 결합된 반권선을 보장할 필요성을 방지해준다.
전술한 개시된 실시예에서 이용된 개별적 전자 및 처리 기능은, 각각 당업자에 의해 잘 알려져 있다. 대체를 위한 다수의 다른 구현들이 당업자에 의해 안출될 수 있다는 것을 독자들이 이해할 것이다. 전기 및 통신 설계 분야에서 당업자들은 주어진 어플리케이션을 위한 적절한 구현에 본 발명을 쉽게 적용할 수 있을 것이다.
결론적으로, 본 명세서에 예시적으로 도시되고 설명된 특정한 실시예들은 본 발명자에 의해 청구되고 첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.

Claims (19)

  1. 다수의 입력 신호를 통합적으로 증폭하고 결합하기 위해 구성된 스위칭-모드 전력 증폭기에 있어서, 상기 증폭기는
    직렬 연결된 다수의 입력 권선 -상기 입력 권선 각각은 대응하는 입력 신호를 수신하도록 구성됨- 과,
    상기 입력 권선 각각에 연결되며, 상기 입력 권선에 의해 수신되는 상기 대응하는 입력 신호에 의해 교대로 스위칭되고 상기 입력 권선에서 저임피던스로 증폭된 신호를 제공하도록 구성된 다수의 활성 디바이스와,
    상기 직렬 연결된 다수의 입력 권선에 연결되며, 상기 입력 권선 각각에서 제공되는 상기 증폭된 신호 각각을 합쳐서 합신호(summation signal)를 생성하도록 구성된 출력 권선
    을 포함하는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 입력 신호는 아날로그 상 변조 신호인, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 활성 디바이스는 적어도 두개의 활성 디바이스를 포함하고, 상기 입력 권선 각각은 중앙탭(center tap)이 전압 레일(voltage rail)에 연결되는 중앙-탭형 권선이며, 상기 입력 권선의 터미널 단부 각각은 상기 적어도 두개의 활성 디바이스 중 하나에 의해 공급되는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 활성 디바이스는 상기 입력 권선과 브리지 구조로 배치되는 두 쌍의 활성 디바이스들을 포함하며, 상기 두 쌍은 교대로 스위칭되며, 상기 두 쌍 각각에서 하나의 활성 디바이스는 전압 레일에 연결되며 다른 하나의 활성 디바이스는 접지에 연결되며, 상기 입력 권선은 상기 두 쌍의 활성 디바이스들을 서로 연결시키는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 출력 권선의 하나의 터미널 단부는 접지에 연결되며 다른 터미널 단부는 공진기 요소에 연결되는 스위칭-모드 전력 증폭기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공진기 요소는 두개의 출력 공진기 요소를 포함하며, 상기 출력 권선의 터미널 단부는 평형형 방식(balanced manner)으로 상기 출력 공진기 요소 중 하나에 연결되는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 증폭기는 클래스 D 또는 클래스 E 중 하나인 스위칭-모드 전력 증폭기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 증폭기는 클래스 D 또는 클래스 E 중 하나인 스위칭-모드 전력 증폭기
  9. 제4항에 있어서,
    상기 출력 권선의 하나의 터미널 단부는 접지에 연결되며 다른 터미널 단부는 공진기 요소에 연결되는 스위칭-모드 전력 증폭기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공진기 요소는 두개의 출력 공진기 요소를 포함하며, 상기 출력 권선의 터미널 단부는 평형형 방식(balanced manner)으로 상기 출력 공진기 요소 중 하나에 연결되는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 증폭기는 클래스 D 또는 클래스 E중 하나인 스위칭-모드 전력 증폭기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 증폭기는 클래스 D 또는 클래스 E중 하나인 스위칭-모드 전력 증폭기.
  13. 다수의 입력 신호를 통합적으로 증폭하고 결합하기 위해 구성된 스위칭-모드 전력 증폭기에 있어서, 상기 증폭기는
    상기 다수의 입력 신호 각각에 대응하는 입력요소(input component)와,
    로드에 연결된 출력 공진기 요소와,
    상기 입력요소와 상기 공진기 요소 사이에 배치된 변압기 요소
    를 포함하며,
    상기 변압기 요소는 직렬 연결된 다수의 입력 권선과 상기 입력 권선과 연관된 출력 권선을 포함하며,
    상기 입력요소 각각은 하나의 상기 입력 권선과 다수의 활성 디바이스를 포함하며, 상기 다수의 활성 디바이스는 상기 입력요소에 대응하는 상기 입력 신호에 의해 교대로 스위칭하도록 구성되며,
    상기 입력 권선은 상기 공진기 요소 및 상기 로드에 인가되는 저출력 임피던스 소스의 직렬 연결을 구성하는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 출력 권선은 직렬 연결된 권선을 포함하는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 출력 권선은 직렬 연결된 권선을 포함하는, 스위칭-모드 전력 증폭기.
  16. 공진기 요소로의 입력을 위한 단일의 증폭된 합신호를 생성하기 위해, 다수의 입력 신호를 증폭하고 결합하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    (a) 상기 입력 신호 각각에 대응하는 증폭된 신호를 생성하기 위해 저출력 임피던스를 갖는 입력요소로 상기 입력 신호 각각을 증폭하는 단계 -상기 증폭단계는 상기 입력요소의 활성 디바이스들에 상기 입력 신호를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 활성 디바이스들은 교대로 스위칭되며, 상기 증폭된 신호는 상기 입력요소의 권선들에 생성됨- 와,
    (b) 변압기 요소에 대한 효율적인 입력 권선을 제공하기 위해 상기 입력요소의 권선들을 직렬로 연결시키는 단계를 포함하며,
    상기 공진기 요소로의 출력을 위해 구성된 상기 변압기 요소의 출력 권선에 상기 합신호가 제공되는 것을 특징으로 하는, 다수의 입력 신호를 증폭하고 결합하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 입력 신호 각각은 두개의 활성 디바이스에 인가되며 상기 입력 권선 각각은 중앙 탭이 전압 레일에 연결되는 중앙-탭형 권선이며, 상기 입력 권선 각각의 터미널 단부는 상기 두개의 활성 디바이스에 의해 공급되는, 다수의 입력 신호를 증폭하고 결합하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 입력 권선과 브리지 구조로 배치되는 두 쌍의 활성 디바이스들에 상기 입력 신호 각각이 인가되며, 상기 두 쌍은 교대로 스위칭되며, 상기 두 쌍 각각에서 하나의 활성 디바이스는 전압 레일에 연결되며 다른 하나의 활성 디바이스는 접지에 연결되며, 상기 입력 권선은 상기 두 쌍의 활성 디바이스들을 서로 연결시키는, 다수의 입력 신호를 증폭하고 결합하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 출력 권선은 직렬 연결된 권선을 포함하는, 다수의 입력 신호를 증폭하고 결합하는 방법.
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