KR20130104639A - 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 특히 스마트폰이나 이동 전화와 같은 휴대용 무선 장치들 또는 노트북 컴퓨터와 같이 배터리를 전력으로 사용하는 응용장치 등에 이용되는 무선 주파수(RF) 전력 증폭 장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 종래의 도허티 전력 증폭기 동작에 추가로 낮은 출력 전력 레벨에서 높은 효율을 달성할 수 있는 새로운 동작 모드를 추가함으로써 전력 증폭기의 다양한 출력 전력 레벨 전 영역에서 높은 효율을 달성하기 위한 것이다. 본 발명은 제2 전력 모드가 추가 된 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치를 소형화해서 칩에 완전 직접화 또한, 가능케 한다.

Description

다중 모드 도허티 전력 증폭 장치{Multy-Mode Dogerty Power Amplifier}
본 발명은 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 특히 스마트폰이나 이동 전화와 같은 휴대용 무선 장치들 또는 노트북 컴퓨터와 같이 배터리를 전력으로 사용하는 응용장치 등에 이용되는 무선 주파수(RF) 전력 증폭 장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 종래의 도허티 전력 증폭기 동작에 추가로 낮은 출력 전력 레벨에서 높은 효율을 달성할 수 있는 새로운 동작 모드를 추가함으로써 전력 증폭기의 다양한 출력 전력 레벨 전 영역에서 높은 효율을 달성하기 위한 것이다. 본 발명은 제2 전력 모드가 추가된 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치를 소형화해서 칩에 완전 직접화 또한, 가능케 한다.
일반적인 무선 단말기에서, 무선 주파수 전력 증폭 장치는 단말기 전체 시스템의 전력 중 상당 부분을 소모하게 된다. 그러므로 무선 주파수 전력 증폭 장치의 낮은 효율은 전체 시스템의 효율을 떨어뜨리게 되고, 더 빨리 배터리를 소모하여, 결국은 통화시간을 단축하게 한다. 이러한 이유로 무선 주파수 전력 증폭 장치의 효율을 증대시키기 위한 많은 연구가 집중되고 있다. 만일 무선 주파수 전력 증폭 장치가 더 큰 효율을 갖게 된다면, 배터리 사용을 줄일 수 있고, 따라서 통화시간을 연장하거나, 배터리 충전에 의한 단말기 사용 시간을 증대시킬 수 있다.
이러한 이유 때문에, RF 전력 증폭 장치의 효율을 증대시키는 것에 초점을 맞추어 연구가 진행되고 있는데, 최근 연구되는 대표적인 장치로는 도허티 전력 증폭 장치와 다중 모드 전력 증폭 장치가 있다.
도허티 증폭 장치는 1936년 W.H. Doherty에 의해서 처음 제안되었는데, 쿼터 웨이브 트랜스포머(quarter wave transformer)(λ/4 라인)를 사용해서 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기를 병렬로 연결하는 방식의 장치이다. 도허티 동작은 도허티 증폭 장치에서 전력 레벨에 따라 피킹 증폭기가 로드에 공급하는 전류의 양을 달라지게 함으로써 캐리어 증폭기의 로드 라인 임피던스를 조절하여 효율을 높인다. 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치는 전력 증폭단이 원하는 상황에 맞게 동작하도록 구성되어 있고, 출력전력 레벨에 따라서 여러 동작 모드들 중 하나로 동작시킨다.
도허티 전력 증폭기에 다중 전력 모드 특성을 더하여 종래의 도허티 전력 증폭기보다 출력 전력 레벨이 낮은 영역에서 높은 효율을 달성할 수 있는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것이다.
종래의 도허티 전력 증폭 장치는 이상적인 동작을 하였을 때 최대출력 지점에서 상대적으로 높은 부가 효율을 얻을 수 있으며, 전력 레벨이 최대 출력 전력에서 6dB 백오프 부근일 때 또한, 최대 출력 전력에서 얻은 부가 효율과 비슷한 부가 효율을 얻을 수 있다. 도 1은 종래기술에 따른 이상적인 도허티 전력 증폭 장치와 이상적인 Class-AB 전력 증폭 장치의 부가 효율 곡선 (PAE : Power added efficiency)을 나타내며 부가효율은 다음과 같은 공식으로 정의된다.
PAE = ((Pout-Pin)/Pdc)
캐리어 전력단과 피킹 전력단의 크기의 비율을 바꿈으로써 상대적으로 높은 부가 효율을 얻을 수 있는 백오프 전력 지점을 조정할 수 있다.
다중 전력 모드 전력 증폭 장치는 전력 증폭단이 원하는 상황에 맞게 동작하도록 구성되어 있고, 출력전력 레벨에 따라서 여러 동작 모드들 중 하나로 동작시킨다. 도 2는 종래기술에 따른 다중 전력 모드 전력 증폭 장치의 부가 효율 그래프이다.
도 3은 종래의 칩에 직접화 된 도허티 동작을 하는 도허티 전력 증폭 장치이다. 도 4는 종래의 칩에 직접화 된 도허티 전력 증폭 장치의 구체적인 실시 예이다. 도 5는 종래기술에 따른 스위치를 사용한 듀얼패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다.
도 6은 종래기술에 따른 스위치를 사용하지 않은 듀얼패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다. 도5 및 도 6은 제2 전력 모드에 필요한 전력단과 제1 전력 모드에 필요한 전력단이 병렬로 연결되어 있어서 필요한 전력 모드에 따라 경로를 선택할 수 있는 듀얼패스 장치이다. 도 7은 종래기술에 따른 스위치를 사용한 바이패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다.
도 8은 종래기술에 따른 스위치를 사용하지 않은 바이패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다. 도7과 도8은 별도의 추가 전력단 없이 최대 전력단을 우회하거나 통과하는 장치로 구현되는 바이패스 장치이다.
종래의 바이패스 및 듀얼패스 장치의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치는 전력 모드의 패스 선택을 위하여 직렬 스위치를 사용하는 방식으로 구성된다. 직렬 스위치의 경우 전력단에서 생성되는 큰 전력을 최종 출력단까지 전달할 수 있게 하려면 그 크기가 최대 전력을 수용할 수 있을 만큼 커야 한다. 또한, 스위치는 고유의 손실 성분을 가지고 있기 때문에 스위칭 동작에 의해 발생하는 손실은 출력 전력 감소를 유발하고, 이는 다중 전력 모드 전력 증폭 장치의 효율을 감소시키는 원인이 된다.
종래의 국내 특허 10-2004-0015107 에서 직렬 스위치를 사용하지 않고서 적절한 임피던스의 변환을 이용하여 바이패스 다중 전력 모드 전력 증폭 장치를 구현한다. 이 경우 임피던스 변환기를 구현하기 위하여 1개 이상의 수동 소자인 캐패시터 또는 인덕터의 조합을 이용한다. 임피던스 변환기 구현에 사용된 수동 소자 또한, 그 크기가 직렬 스위치의 경우보다 작을 수 있지만, 고유의 손실을 본다. 이 손실 때문에 효율감소가 일어난다.
도 9는 종래기술에 따른 이상적인 도허티 전력 증폭 장치와 다중 전력 모드 전력 증폭 장치의 부가 효율 그래프이다.
종래의 도허티 전력 증폭 장치는 도허티 증폭 장치의 특성인 로드 라인 임피던스 조절을 통하여 약 6dB 백오프 동작 지점 부근에서 상대적으로 높은 효율을 가질 수 있다. 약 10dB 이상 백오프 동작 영역에서는 그 부가효율이 종래의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치의 경우보다 낮은 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 도허티 전력 증폭 장치의 장점인 6dB 가량 백오프 된 동작 영역에서 상대적으로 높은 효율을 달성하며, 다중 전력 모드 전력 장치의 장점인 10dB 이상 백오프 된 동작 영역에서 또한, 상대적으로 높은 효율을 달성할 수 있는 다중 전력 모드 도허티 전력 증폭기를 제안한다.
종래의 다중 전력 증폭 장치에서 적절한 다중 모드 전력 동작이 일어날 수 있도록 하는 데 필요했던 직렬 스위치 또는 임피던스 변환기는 전력 손실을 가진다. 임피던스 변환기는 다중 전력 모드 및 도허티 동작 모드 모두에서 최적화가 이루어져야 모든 동작에서 높은 부가 효율을 얻을 수 있는데, 모든 동작 모드에서 최적화된 동작을 이루어내도록 하는 임피던스 변환기는 설계에 복잡함이 따른다. 직렬 스위치 또는 임피던스 변환기를 대신하여, 병렬로 연결된 스위치 및 캐패시터 (스위칭 캐패시터부)를 이용한 장치로 손실을 최소화시키며 보다 간단한 구조로 다중 전력 모드 및 도허티 동작 모두에서 최적화 동작이 가능토록 하는 새로운 장치를 갖추는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치는 입력전압이 일측면에 입력되는 제1 입력 임피던스 정합부(100), 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 전력단(200), 제1 전력단(200)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400), 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 임피던스 정합부(300), 제1 임피던스 정합부(300)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 전력단(210), 제2 전력단(210)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 하모닉 제어부(700), 제2 전력단(210)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410), 제1 전력단(200)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 임피던스 정합부(310), 제2 임피던스 정합부(310)의 출력단에 일측면이 연결된 제3 전력단(220), 제3 전력단(220)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 하모닉 제어부(710), 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 입력 임피던스 정합부(110), 제2 입력 임피던스 정합부(110)의 출력단에 일측면이 연결된 제4 전력단(230), 제4 전력단(230)의 출력단에 일측면이 연결되고, 다른 일측면은 접지전압에 연결된 스위칭 캐패시터부(800), 제4 전력단(230)의 출력단에 일측면이 연결되고 다른 일측면은 제2 전력단(210)의 출력부와 연결된 제3 임피던스 정합부(320), 일측면이 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)와 제3 전력단(220)의 출력단에 공통으로 연결된 제1 출력 임피던스 정합부(500) 및 제1 전력단(200), 제2 전력단(210), 제3 전력단(220) 및 제4 전력단(230)의 다른 일측면에 각각의 제어라인이 연결된 전압 제어 회로부(600)를 포함하고, 제1 출력 임피던스 정합부(500)의 다른 일측면은 출력신호를 내보내는 것을 특징으로 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치는 제1 전력 모드와 제2 전력 모드로 동작하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 개발로 제1 전력 모드인 높은 전력 구간에서는 도허티 특성을 통하여 상대적으로 높은 효율을 얻을 뿐 아니라, 제2 전력 모드인 낮은 전력 구간에서도 상대적으로 높은 효율을 얻을 수 있다. 종래에 직렬로 스위치를 사용하는 방식과 달리 병렬로 스위치를 사용하며 전달 신호가 스위치가 있는 선로를 지나가지 않도록 함으로써 스위치에 의한 손실을 없앴다. π-네트워크와 임피던스 정합부의 인덕턴스 성분을 병합할 수 있도록 하여 소자의 숫자를 줄이고, 인덕터의 크기를 줄였다. 오프셋 라인과 지연 회로를 없앰으로써 소자의 숫자를 줄이고 작은 사이즈의 직접 회로 구성을 더욱 용이하도록 하는 장점이 있다.
도 1. 종래기술에 따른 이상적인 도허티 전력 증폭 장치와 이상적인 Class-AB 전력 증폭 장치의 부가 효율 곡선이다.
도 2. 종래기술에 따른 다중 전력 모드 전력 증폭 장치의 부가 효율 그래프이다. (제2 전력 모드에서의 최대 출력 전력은 전력 증폭 장치의 달성 목적에 따라 조절 가능)
도 3. 종래의 칩에 직접화 된 도허티 전력 증폭 장치이다.
도 4. 종래의 칩에 직접화 된 도허티 전력 증폭 장치의 구체적인 실시 예이다.
도 5. 종래기술에 따른 스위치를 사용한 듀얼패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다.
도 6. 종래기술에 따른 스위치를 사용하지 않은 듀얼패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다.
도 7. 종래기술에 따른 스위치를 사용한 바이패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다.
도 8. 종래기술에 따른 스위치를 사용하지 않은 바이패스 구조의 다중 전력 모드 전력 증폭 장치이다.
도 9. 종래기술에 따른 이상적인 도허티 전력 증폭 장치와 다중 전력 모드 전력 증폭 장치의 부가 효율 그래프이다.
도 10. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 병렬 스위칭 캐패시터부를 이용한 듀얼패스 구조의 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 예이다.
도 11. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제1 전력 모드일 경우 동작 예이다.
도 12. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드일 경우 동작 예이다.
도 13. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제1 전력단, 제2 전력단, 제3 전력단 또는 제4 전력단의 구성 예이다.
도 14. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 스위칭 캐패시터부를 이용한 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 구체적인 실시 예이다.
도 15. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드와 제1 전력 모드일 때의 전력 이득 특성 그래프이다.
도 16. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드와 제1 전력 모드에서의 이상적인 부가효율 그래프이다.
도 17. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치에 변조된 신호를 인가하였을 때 본 발명품 동작의 부가 효율 그래프의 예이다.
도 18. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치에서 같은 노드에 위치한 인덕터를 나타는 일실시예이다.
도 19. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치에서 인덕터를 병합하여 구성한 또 다른 일실시예이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 병렬 스위칭 캐패시터부를 이용한 듀얼패스 구조의 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 예이다. 도 10의 구성을 살펴보면 입력전압이 일측면에 입력되는 제1 입력 임피던스 정합부(100), 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 전력단(200), 제1 전력단(200)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400), 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 임피던스 정합부(300), 제1 임피던스 정합부(300)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 전력단(210), 제2 전력단(210)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 하모닉 제어부(700), 제2 전력단(210)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410), 제1 전력단(200)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 임피던스 정합부(310), 제2 임피던스 정합부(310)의 출력단에 일측면이 연결된 제3 전력단(220), 제3 전력단(220)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 하모닉 제어부(710), 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 입력 임피던스 정합부(110), 제2 입력 임피던스 정합부(110)의 출력단에 일측면이 연결된 제4 전력단(230), 제4 전력단(230)의 출력단에 일측면이 연결되고, 다른 일측면은 접지전압에 연결된 스위칭 패시터부(800), 제4 전력단(230)의 출력단에 일측면이 연결되고 다른 일측면은 제2 전력단(210)의 출력부와 연결된 제3 임피던스 정합부(320), 일측면이 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)와 제3 전력단(220)의 출력단에 공통으로 연결된 제1 출력 임피던스 정합부(500) 및 제1 전력단(200), 제2 전력단(210), 제3 전력단(220) 및 제4 전력단(230)의 다른 일측면에 각각의 제어라인이 연결된 전압 제어 회로부(600)를 포함하고, 제1 출력 임피던스 정합부(500)의 다른 일측면은 출력신호를 내보내는 구성을 가지고 있다.
제1 전력 모드를 위한 전력단은 도허티 전력 증폭 장치 동작을 할 수 있는 구조로 구성이 되며, 제1 전력 모드를 위한 전력단과 제2 전력 모드를 위한 전력단은 병렬로 연결된다. 제1 전력단(200)과 제2 전력단(210), 제3 전력단(220)은 제1 전력 모드일 때 동작하는 전력단이고, 제4 전력단(230)은 제2 전력 모드일 때 동작하는 전력단이다. 제4 전력단(230)의 출력연결라인에는 병렬 스위칭 캐패시터부(800)가 위치한다.
제1 전력 모드에서는 전압 제어 회로부(600)에 의하여 제1 전력단(200)과 제2 전력단(210)은 액티브(Active)상태로 동작하게 되고, 제4 전력단(230)이 컷오프(cutoff)상태로 꺼져 있게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제1 전력 모드일 경우 동작 예이다. 제3 전력단(220)(피킹 증폭기) 의 경우는 바이어스 조건에 의하여 출력 전력이 6dB 백오프 전력 레벨 보다 낮을 때 까지는 컷오프 상태에 있다가 출력 전력이 6dB 백오프 전력 레벨인 지점을 넘어서게 되면서 액티브 상태로 동작하게 된다. 제1 스위치(801)는 닫힌 상태로 제10 캐패시터(802)와 접지전압을 연결 한다
제1 전력 모드에서 제1 입력 임피던스 정합부(100) 뒤에서 제2 입력 임피던스 정합부(110) 방향으로 보이는 임피던스 ZIN.LPA 가 제1 전력단(200) 방향으로 보이는 임피던스 ZIN.HPA 에 비하여 매우 큰 값으로 보이게 되어 제2 입력 임피던스 정합부(110) 방향으로의 신호의 손실을 최소화한다.
제1 전력 모드의 경우는 도허티 동작을 하게 된다. 도허티 동작을 하는 제1 전력 모드는 크게 출력 전력이 6dB 백오프 출력 레벨 전까지 동작하는 경우와 6dB 백오프 출력 레벨 이상이 될 때의 두 가지 경우로 나눌 수 있다.
6dB 백오프 출력 레벨 전 영역에서는 제3 전력단(220)은 컷오프 상태에 있고 제2 전력단(210)을 통하여 신호가 출력된다.
제2 전력단(210)에서 출력된 신호는 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410), 제1 출력 임피던스 정합부(500)를 지나 최종 RF출력으로 전송된다. 제3 전력단(220) 방향으로의 아웃풋 임피던스 ZOUT.Peaking 은 종래의 도허티 전력 증폭 장치에서 사용되었던 추가적인 오프셋 라인 없이 제3 전력단(220) 콜렉터에 연결된 바이어스 라인의 인덕턴스와 제2 하모닉 제어부(710)에 의하여 무한대에 가까운 값을 갖게 되어 제2 전력단(210)의 출력이 제3 전력단(220)으로 새는 누수 전력을 막는다.
ZOUT.LPA 는 스위칭 캐패시터부(800)의 역할에 의하여 무한대에 가까운 값을 가지게 되며 이는 제2 전력단(210)의 출력이 제3 임피던스 정합부(320) 방향으로 새는 누수 전력을 막는다.
6dB 백오프 출력 레벨 이상의 영역에서는 제3 전력단(220)이 액티브 상태가 되며, 제2 전력단(210)과 제3 전력단(220)은 도허티 동작을 한다. 제2 전력단(210)과 제3 전력단(220)에서 출력된 신호는 제1 출력 임피던스 정합부(500)를 지나 RF 출력으로 전달된다. ZOUT.LPA 는 스위칭 캐패시터부(800)의 역할에 의하여 무한대에 가까운 값을 가지게 되며 이는 제2 전력단(210)과 제3 전력단(220)의 출력이 제3 임피던스 정합부(320) 방향으로 새는 누수 전력을 막는다.
스위칭 캐패시터부(800)는 제3 임피던스 정합부(320) 및 제4 전력단(230)으로 보이는 회로가 전력 증폭 장치의 동작 주파수 부근에서 공진되지 않도록 해준다. 제1 스위치(801)는 병렬로 연결되어 있다. 또한, 제1 스위치(801)로 인한 손실은 미미하다. 그 이유는 직접적으로 신호가 전달되는 선로에 있지 않기 때문이다. 제1 스위치(801)는 큰 전력 신호를 감당하지 않아도 되므로 그 크기가 종래의 증폭기에 사용되는 트랜지스터(Transistor) 보다 상대적으로 작아도 된다. 스위칭 캐패시터부(800)의 제10 캐패시터(802) 및 제1 스위치(801)는 트랜지스터(Transistor) 공정과정을 통하여 칩 내부에 간단하게 구현된다. 스위칭 캐패시터부(800)의 크기는 종래의 스위치를 사용하지 않는 다중 모드 전력 증폭기에 적용되는 임피던스 변환기 보다 크지 않을 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드일 경우 동작 예이다.
도 12를 살펴보면, 제2 전력 모드에서는 제1 전력단(200), 제2 전력단(210), 제3 전력단(220)이 컷오프 상태가 되고, 제4전력단(230)이 액티브 상태로 동작한다. 제1 스위치(801)는 열린 상태로 제10 캐패시터(802)를 개방 스터브(Open stub) 상태로 만든다.
제2 전력 모드에서 제1 입력 임피던스 정합부(100) 뒤에서 제1 전력단(200) 방향으로 보이는 임피던스 ZIN.HPA 가 제2 입력 임피던스 정합부(110) 방향으로 보이는 임피던스 ZIN.LPA 에 비하여 매우 큰 값으로 보이게 되어 제1 전력단(200) 방향으로의 신호의 손실을 최소화한다.
제2 전력 모드에서 제2 전력단(210) 방향으로 보이는 아웃풋 임피던스 ZOUT.Carrier 는 제2 전력단(210)의 콜렉터에 연결된 바이어스 라인의 인덕턴스와 제1 하모닉 제어 회로부(700)에 의하여 무한대에 가까운 값을 가지게 되며 이는 제4 전력단(230)의 출력이 제2 전력단(210) 방향으로 새는 누수 전력을 막는다.
제3 전력단(220) 방향으로의 아웃풋 임피던스 ZOUT.Peaking 은 제3 전력단(220)의 콜렉터에 연결된 바이어스 라인의 인덕턴스와 제2 하모닉 제어부(710)에 의하여 무한대에 가까운 값을 갖게 되어 제4 전력단(230)의 출력이 제3 전력단(220)으로 새는 누수 전력을 막는다. 이로 인하여 제4 전력단(230)의 출력은 제1 출력 임피던스 정합부(500)를 지나 RF 출력단으로 전달된다.
도 13은 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제1 전력단(200), 제2 전력단(210), 제3 전력단(220) 또는 제4 전력단(230)의 구성 예이다. COUT은 소자 내부에 생기는 기생 캐패시터 성분을 나타낸다. VBB는 베이스 바이어스 전압이 연결되는 곳이며 전압 제어 회로부가 이곳에 연결된다. LBIAS는 콜렉터에 연결된 바이어스 라인의 인덕턴스 성분이다.
도 14는 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 스위칭 캐패시터부를 이용한 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 구체적인 실시 예이다. 제1 전력 모드의 경우 제1 전력단(200)에서 증폭된 신호는 제2 전력단(210), 제3 전력단(220)을 통하여 한번 더 증폭된다. 제2 전력 모드일 경우 신호는 제4 전력단(230)에 의해서만 증폭 된다.
도 15는 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드와 제1 전력 모드일 때의 전력 이득 특성 그래프이다. 도 15를 살펴보면 제1 전력 모드의 경우 전력 이득이 제2 전력 모드의 경우 보다 높다.
도 16은 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드와 제1 전력 모드에서의 이상적인 부가효율 그래프이다. 제2 전력 모드에서의 최대 출력 전력 및 도허티 동작에서 상대적으로 높은 부가 효율이 나오는 백오프 전력 지점은 전력 증폭 장치의 달성 목적에 따라 조절 가능하다.
본 발명에서는 두개의 병렬 인덕터와 한 개의 캐패시터를 이용하여 π-네트워크를 구성한다.
도 17은 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치에 변조된 신호를 인가하였을 때 본 발명품 동작의 부가 효율 그래프의 예이다.
도 18. 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치에서 같은 노드에 위치한 인덕터를 나타는 일실시예이다. 도 18을 살펴보면 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400) 내부에서 앞부분에 위치한 제3 인덕터(402)와 제2 임피던스 정합부(310)의 제2 인덕터(312)는 한 노드에 위치하며, 한 개의 제1 병합 인덕터(910)로 병합할 수 있다.
또한, 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)내부에서 뒷부분에 위치한 제4 인덕터(403)와 제1 임피던스 정합부(300)의 제1 인덕터(302)를 한 개의 제2 병합 인덕터(920)로 병합 할 수 있다. 같은 노드의 인덕터 성분은 서로 병합될 수 있으며, 병렬 인덕턴스의 합은 그 크기가 줄어드는 특성을 이용하여 인덕턴스 성분을 줄임으로써, 인덕터의 크기를 줄일 수 있다.
제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)와 제2 임피던스 정합부(310)에서 병합된 제1 병합 인덕터(910)는 다시 제1 전력단(200)의 콜렉터에 연결된 바이어스 라인의 인덕턴스 성분과 병합될 수 있으며 이로 인해 매우 작은 크기의 인덕터로 본 회로의 구성이 가능하다.
도 19는 본 발명에 따른 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치에서 인덕터를 병합하여 구성한 또 다른 일실시예이다.
본 발명에서는 제3 전력단(220) 뒤에 오프셋 라인을 삭제하고 제3 전력단(220) 앞에 지연 회로 또한, 추가하지 않음으로써 사용되는 소자의 수를 줄이고, 작은 사이즈의 직접 회로 구성을 더욱 용이하도록 하였다.
또한, 인덕턴스 성분을 가진 구성요소들끼리의 병합으로 인해 매우 작은 크기의 인덕터의 구성을 가지게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 제1 입력 임피던스 정합부 110 : 제2 입력 임피던스 정합부
200 : 제1 전력단 201 : 제1 정전원
202 : 제1 게이트 203 : 제1 캐패시터
210 : 제2 전력단 220 : 제3 전력단
230 : 제4 전력단 300 : 제1 임피던스 정합부
301 : 제2 캐패시터 302 : 제1 인덕터
310 : 제2 임피던스 정합부 311 : 제3 캐패시터
312 : 제2 인덕터 320 : 제3 임피던스 정합부
400 : 제1 λ/4 임피던스 조절 회로 401 : 제4 캐패시터
402 : 제3 인덕터 403 : 제4 인덕터
410 : 제2 λ/4 임피던스 조절 회로 411 : 제5 캐패시터
412 : 제5 인덕터 413 : 제6 캐패시터
500 : 제1 출력 임피던스 정합부 501 : 제7 캐패시터
502 : 제6 인덕터 600 : 전압 제어 회로부
700 : 제1 하모닉 제어부 701 : 제8 캐패시터
702 : 제7 인덕터 710 : 제2 하모닉 제어부
711 : 제9 캐패시터 712 : 제8 인덕터
800 : 스위칭 캐패시터부 801 : 제1 스위치
802 : 제10 캐패시터 910 : 제1 병합 인덕터
920 : 제2 병합 인덕터

Claims (26)

  1. 입력전압이 일측면에 입력되는 제1 입력 임피던스 정합부(100);
    상기 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 전력단(200);
    상기 제1 전력단(200)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400);
    상기 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 임피던스 정합부(300);
    상기 제1 임피던스 정합부(300)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 전력단(210);
    상기 제2 전력단(210)의 출력단에 일측면이 연결된 제1 하모닉 제어부(700);
    상기 제2 전력단(210)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410);
    상기 제1 전력단(200)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 임피던스 정합부(310);
    상기 제2 임피던스 정합부(310)의 출력단에 일측면이 연결된 제3 전력단(220);
    상기 제3 전력단(220)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 하모닉 제어부(710);
    상기 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력단에 일측면이 연결된 제2 입력 임피던스 정합부(110);
    상기 제2 입력 임피던스 정합부(110)의 출력단에 일측면이 연결된 제4 전력단(230);
    상기 제4 전력단(230)의 출력단에 일측면이 연결되고, 다른 일측면은 접지전압에 연결된 스위칭 캐패시터부(800);
    상기 제4 전력단(230)의 출력단에 일측면이 연결되고 다른 일측면은 제2 전력단(210)의 출력부와 연결된 제3 임피던스 정합부(320);
    일측면이 상기 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)와 제3 전력단(220)의 출력단에 공통으로 연결된 제1 출력 임피던스 정합부(500); 및
    상기 제1 전력단(200), 제2 전력단(210), 제3 전력단(220) 및 제4 전력단(230)의 다른 일측면에 각각의 제어라인이 연결된 전압 제어 회로부(600)를 포함하고,
    상기 제1 출력 임피던스 정합부(500)의 다른 일측면은 출력신호를 내보내는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 입력전압의 변화에 따라 제1 동작영역, 제2 동작영역 및 제3 동작영역으로 나뉘고,
    상기 제1 동작영역은 상기 제1 입력 임피던스 정합부(100), 상기 제1 전력단(200), 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400), 상기 제1 임피던스 정합부(300), 상기 제2 전력단(210), 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410), 스위칭 캐패시터부(800) 및 상기 제1 출력 임피던스 정합부(500)만 동작하는 영역이고,
    상기 제2 동작영역은 상기 제1 입력 임피던스 정합부(100), 상기 제1 전력단(200), 상기 제2 임피던스 정합부(310), 상기 제3 전력단(220)이 추가로 더 동작하는 영역이고,
    상기 제3 동작영역은 상기 제1 입력 임피던스 정합부(100), 상기 제2 입력 임피던스 정합부(110), 상기 제4 전력단(230), 스위칭 캐패시터부(800), 상기 제3 임피던스 정합부(320), 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410) 및 상기 제1 출력 임피던스 정합부(500)가 동작하고 제1 동작영역 및 제2 동작영역의 구성요소 중에 상기 제1 입력 임피던스 정합부(100), 상기 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410), 상기 제1 출력 임피던스 정합부(500) 및 스위칭 캐패시터부(800)를 제외한 구성요소들은 동작하지 않는 영역이며,
    제1 전력 모드는 상기 제1 동작영역과 상기 제2 동작영역에서 동작하는 구성요소가 동작하고,
    제2 전력 모드는 상기 제3 동작영역일 때 동작하는 구성요소가 동작하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1 동작영역은,
    상기 입력전압의 크기가 상기 제3 동작영역이 동작하는 입력전압의 크기 보다 더 큰 크기 일 때 동작하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 제2 동작영역은,
    상기 입력전압의 크기가 상기 제1 동작영역이 동작하는 입력전압의 크기 보다 더 큰 크기 일 때 동작하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 전압 제어 회로부(600)는,
    상기 제1 동작영역, 상기 제2 동작영역 및 상기 제3 동작영역에 필요한 전압의 인가를 제어하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 제1 전력 모드 일 때,
    병렬로 연결한 상기 제2 전력단(210)과 상기 제3 전력단(220)이 도허티 동작이 일어나게 하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 스위칭 캐패시터부(800)는,
    상기 제4 전력단(230)과 상기 제3 임피던스 정합부(320)의 연결라인과 일측면이 연결된 제10 캐패시터(802); 및
    상기 제10 캐패시터(802)의 다른 일측면과 제1 스위치의 일측면이 연결되고, 접지전압과 제1 스위치의 다른 일측면이 연결되는 것을 포함하고,
    상기 제1 전력 모드일 경우, 상기 제1 전력 모드에서 동작하는 구성회로의 출력이 상기 제4 전력단(230)으로 전달되어 손실되는 것을 막아주며,
    상기 제1 출력 임피던스 정합부(500)에 출력 전력이 손실 없이 전달 될 수 있도록 하고,
    상기 제2 전력단에서 상기 제4 전력단의 출력단 방향을 바라본 임피던스를 기존 임피던스보다 더 큰 값으로 만들어주며,
    상기 제1 스위치가 상기 제10 캐패시터(802)와 상기 접지전압을 연결시키고,
    상기 제2 전력 모드일 경우, 상기 제2 전력 모드에서 동작하는 구성회로의 출력에 손실이 일어나지 않게끔 동작하며,
    상기 제1 스위치가 상기 제10 캐패시터(802)와 상기 접지전압을 단절시키는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  8. 제2 항에 있어서, 상기 제1 전력단(200)은,
    상기 제2 전력 모드일 경우,
    상기 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력 신호가 상기 제1 전력 모드에서 동작하는 회로들에게 입력되지 않도록 하며, 손실이 최소화 되도록 역할을 수행하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제2 전력단(210)은,
    상기 제2 동작영역에서 동작하는 상기 제3 전력단(220)의 출력이 손실되지 않도록 하고,
    상기 제3 동작영역에서 동작하는 상기 제3 임피던스 정합부(320)의 출력이 손실되지 않도록 하며,
    상기 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)에서 상기 제2 전력단의 출력단의 방향을 바라본 임피던스를 기존 임피던스보다 더 큰 값으로 만들어주는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 제3 전력단(220)은,
    상기 제1 동작영역에서 동작하는 상기 제2 전력단(210)의 출력이 손실되지 않도록 하고,
    상기 제3 동작영역에서 동작하는 상기 제3 임피던스 정합부(320)의 출력이 손실되지 않도록 하며,
    상기 제1 출력 임피던스 정합부(500)에서 상기 제3 전력단(220)의 출력단의 방향을 바라본 임피던스를 기존 임피던스보다 더 큰 값으로 만들어주는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  11. 제2 항에 있어서, 상기 제4 전력단(230)은,
    상기 제1 전력 모드일 경우,
    상기 제1 입력 임피던스 정합부(100)의 출력 신호가 상기 제2 전력 모드에서 동작하는 회로들에게 입력되지 않도록 하며, 손실이 최소화 되도록 역할을 수행하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제4 전력단(230)은,
    제1 출력 임피던스 정합부(500)에서 상기 제4 전력단(230)의 출력단의 방향을 바라본 임피던스를 기존 임피던스보다 더 큰 값으로 만들어주는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)는,
    상기 제2 전력단(210)과 상기 제3 전력단(220) 사이의 지연시간을 맞춰주는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)는,
    상기 제1 전력단(200)의 출력단과 연결되고, 상기 제1 임피던스 정합부(300)와 일측면이 연결되는 제4 캐패시터(401);
    상기 제1 전력단(200)과 상기 제4 캐패시터(401)의 연결라인에 일측면이 연결되는 제3 인덕터(402); 및
    상기 제4 캐패시터(401)과 상기 제1 임피던스 정합부(300)의 연결라인에 일측면이 연결되는 제4 인덕터(403)를 포함하고,
    상기 제3 인덕터(402)와 상기 제4 인덕터(403) 및 상기 제4 캐패시터(401)는 π-네트워크를 구성하고,
    상기 제3 인덕터(402)와 상기 제4 인덕터(403)의 다른 일측면은 접지전압에 연결되며,
    상기 제3 인덕터(402)와 상기 제4 인덕터(403)는 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 와이어로 구성하여,
    입력되는 신호를 λ/4 트랜스포머 하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)는,
    상기 제2 전력단(210)의 로드 라인 임피던스를 조절하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)는,
    상기 제2 전력단(210)의 출력단과 연결되고, 상기 제1 출력 임피던스 병합부(500)에 일측면이 연결되는 제5 인덕터(412);
    상기 제2 전력단(210)과 상기 제5 인덕터(412)의 연결라인에 일측면이 연결되는 제5 캐패시터(411); 및
    상기 제5 인덕터(412)과 상기 제1 출력 임피던스 병합부의 연결라인에 일측면이 연결되는 제6 캐패시터(413)를 포함하고,
    상기 제5 캐패시터(411)와 상기 제6 캐패시터(413)의 다른 일측면은 접지전압에 연결되며,
    상기 제5 인덕터(412)가 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 와이어로 구성되고,
    입력되는 신호를 λ/4 트랜스포머 하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제1 임피던스 정합부(300)는,
    상기 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)의 출력단과 일측면이 연결되며 상기 제2 전력단(210)과 다른 일측면이 연결되는 제2 캐패시터(301); 및
    상기 제1 λ/4 임피던스 조절 회로(400)와 상기 제2 캐패시터(301) 사이의 연결라인에 일측면이 연결되는 제1 인덕터(302)를 포함하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제2 임피던스 정합부(310)는,
    상기 제1 전력단(200)의 출력단과 일측면이 연결되고,
    상기 제3 전력단(220)에 다른 일측면이 연결되는 제3 캐패시터(311); 및
    상기 제1 전력단(200)과 상기 제3 캐패시터(311) 사이의 연결라인에 일측면이 연결되고 접지전압에 다른 일측면이 연결되는 제2 인덕터(312)를 포함하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  19. 제2 항에 있어서, 상기 제3 임피던스 정합부(320)는,
    상기 제1 전력 모드의 경우 상기 제1 전력 모드에서 동작하는 구성회로의 출력 신호가 상기 제4 전력단(230)으로 전달되어 손실되는 것을 막아주는 역할을 수행하고,
    상기 제2 전력 모드에서 상기 제4 전력단(230)의 출력 전력을 전달 받아 상기 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)로 출력 전력이 손실 없이 전송되도록 임피던스 정합기능을 수행하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  20. 제2 항에 있어서, 상기 제2 입력 임피던스 정합부(110),
    상기 제1 동작영역 내지 상기 제2 동작영역에서 상기 제3 동작영역 방향으로 신호 손실을 최소화 시킬 수 있도록 임피던스 정합기능을 수행하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  21. 제2 항에 있어서, 상기 제1 출력 임피던스 정합부(500)는,
    상기 제1 전력 모드일 경우, 상기 제1 전력 모드에서 동작하는 구성회로의 출력이 최대 출력 신호로 전달 될 수 있도록 역할을 수행하고,
    상기 제2 전력 모드일 경우, 상기 제2 전력 모드에서 동작하는 구성회로의 출력이 최대 출력 신호로 전달 될 수 있도록 역할을 수행하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  22. 제2 항에 있어서, 상기 제1 하모닉 제어부(700)는,
    상기 제2 전력단(210)의 출력단과 상기 제2 λ/4 임피던스 조절 회로(410)의 연결라인에 연결되며,
    상기 제2 전력단(210)의 출력단 방향을 바라본 임피던스를 기존 임피던스보다 더 큰 값으로 만들어주는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  23. 제2 항에 있어서, 상기 제2 하모닉 제어부(710)는,
    상기 제3 전력단(220)의 출력단과 상기 제1 출력 정합 회로사이(500)의 연결라인에 연결되며,
    상기 제3 전력단(220)의 출력단 방향을 바라본 임피던스를 기존 임피던스보다 더 큰 값으로 만들어주는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  24. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 전력단(200)의 출력단에 일측면이 연결되고 다른 일측면은 전원에 연결된 인덕턴스 성분을 포함하는 다중 모드 도허티 전력 증폭 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 제1 전력단(200)에 연결된 상기 인덕턴스 성분, 제3 인덕터(402) 및 제2 인덕터(312)를 병합하여 하나의 제1 병합 인덕터(910)로 사용되며,
    상기 제1 병합 인덕터는, 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 와이어인 것을 포함 하는 도허티 전력 증폭 장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 제4 인덕터(403)와 제1 인덕터(302)를 병합하여 하나의 제2 병합 인덕터(920)로 사용되며,
    상기 제2 병합 인덕터는, 마이크로 스트립 라인 또는 본딩 와이어인 것을 포함 하는 도허티 전력 증폭 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101671284B1 (ko) * 2015-11-20 2016-11-01 포항공과대학교 산학협력단 도허티 전력증폭 장치
US9843298B2 (en) 2015-03-18 2017-12-12 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Power amplifier and method of controlling output of power amplifier

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9231536B2 (en) * 2011-07-24 2016-01-05 Ethertronics, Inc. Multi-mode multi-band self-realigning power amplifier
JP6182937B2 (ja) * 2013-04-01 2017-08-23 株式会社ソシオネクスト 電力増幅器及び通信装置
CN103580610B (zh) * 2013-11-21 2016-03-16 无锡中普微电子有限公司 多模功率放大器及相应的移动通信终端
EP3192169B1 (en) * 2014-09-11 2021-11-10 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Broadband doherty power amplifier
US9853603B2 (en) 2014-11-14 2017-12-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Power amplifier for amplifying radio frequency signal
WO2016149904A1 (zh) 2015-03-24 2016-09-29 华为技术有限公司 功率放大设备
US11018628B2 (en) * 2018-03-31 2021-05-25 Skyworks Solutions, Inc. Antenna impedance prediction via power amplifier parameter
CN108964623A (zh) * 2018-10-22 2018-12-07 深圳飞骧科技有限公司 一种多种功率模式的射频功率放大器及其主电路
CN112953399B (zh) * 2021-01-27 2024-02-02 电子科技大学 一种高回退效率功率放大器
CN114826173B (zh) * 2022-06-30 2022-10-14 深圳市时代速信科技有限公司 一种射频功率器件与电子设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6069525A (en) 1997-04-17 2000-05-30 Qualcomm Incorporated Dual-mode amplifier with high efficiency and high linearity
KR100480496B1 (ko) * 2002-11-18 2005-04-07 학교법인 포항공과대학교 도허티 증폭기를 이용한 신호 증폭 장치
KR100749932B1 (ko) 2004-03-05 2007-08-16 아바고테크놀로지스코리아 주식회사 바이패스 스위치를 사용하지 않는 다중 전력 모드 전력증폭 장치
JP2008092521A (ja) 2006-10-05 2008-04-17 Nec Electronics Corp 小型電力増幅器
KR100814415B1 (ko) 2007-02-14 2008-03-18 포항공과대학교 산학협력단 하모닉 제어 회로를 이용한 고효율 도허티 전력 증폭기
CN201438689U (zh) * 2009-04-30 2010-04-14 惠州市正源微电子有限公司 射频功率放大器高低功率合成电路
KR101124425B1 (ko) * 2010-01-20 2012-03-22 포항공과대학교 산학협력단 분포 도허티 전력 증폭기
KR101091971B1 (ko) * 2010-06-01 2011-12-09 포항공과대학교 산학협력단 이중 도허티 전력증폭기
KR101284814B1 (ko) * 2010-11-05 2013-07-10 포항공과대학교 산학협력단 구동증폭기를 이용한 3-웨이 도허티 전력증폭기
US8400216B2 (en) * 2010-11-05 2013-03-19 Postech Academy-Industry Foundation 3-way Doherty power amplifier using driving amplifier
CN102761310B (zh) * 2011-04-29 2015-06-10 中兴通讯股份有限公司 一种多合体功率放大器及其实现方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9843298B2 (en) 2015-03-18 2017-12-12 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Power amplifier and method of controlling output of power amplifier
KR101671284B1 (ko) * 2015-11-20 2016-11-01 포항공과대학교 산학협력단 도허티 전력증폭 장치

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CN103312272A (zh) 2013-09-18
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