KR20200110663A - 주파수 선택성 임피던스 정합 네트워크를 갖춘 rf 전력 증폭기 - Google Patents

주파수 선택성 임피던스 정합 네트워크를 갖춘 rf 전력 증폭기 Download PDF

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Abstract

증폭기 회로(400)는, 입력 포트(202), 출력 포트(204), 및 기준 전위 포트(214)를 포함하고, RF 증폭기 디바이스(206)는 입력 포트(202)에 전기적으로 결합된 입력 단자(208), 출력 포트(204)에 전기적으로 결합된 출력 단자(210), 및 기준 전위 포트(214)에 전기적으로 결합된 기준 전위 단자(212)를 갖는다. 임피던스 정합 네트워크(416)는 출력 단자(210), 기준 전위 포트(214), 및 출력 포트(204)에 전기적으로 접속된다. 임피던스 정합 네트워크(416)는 기본 주파수 범위의 중심 주파수에서 병렬 공진 회로를 형성하는 리액티브 효율 최적화 회로(222)를 포함한다. 임피던스 정합 네트워크(416)는 중심 주파수에서 동상의 RF 신호의 위상 시프트를 실질적으로 무효화하고 기저대역 주파수 범위에서 선형 전달 특성을 나타내는 리액티브 주파수 선택성 회로(240)를 포함한다.

Description

주파수 선택성 임피던스 정합 네트워크를 갖춘 RF 전력 증폭기
RF 전력 증폭기는, 무선 통신 시스템 등의 기지국 등의 다양한 응용에 이용된다. RF 전력 증폭기는 왜곡없는 선형 동작을 제공하도록 설계된다. RF 전력 증폭기에 의해 증폭된 신호는 종종 400 메가헤르츠(MHz) 내지 4 기가헤르츠(GHz) 범위의 주파수를 갖는 고주파 변조된 캐리어를 갖는 신호를 포함한다. 캐리어를 변조하는 기저대역 신호는 전형적으로 비교적 낮은 주파수에 있고, 응용에 따라 최대 1GHz까지 이를 수 있다.
현재 채용되는 한 인기있는 전력 증폭기 아키텍쳐는 도허티(Doherty) 증폭기이다. 도허티 증폭기는 1936년 William H. Doherty에 의해 처음 제안되었고, 참조에 의해 그 전체내용이 본 명세서에 포함되는 "A new high efficiency power amplifier for modulated waves," Proc. IRE, vol. 24, pp. 1163-1182, Sep. 1936에 설명되어 있다. 도허티 증폭기는, 모든 전력 레벨에서 증폭을 제공하는 메인 증폭기와, 일단 고전력 레벨 임계값이 교차되고 나면 온으로 되는 피킹 증폭기를 채용한다. 피킹 증폭기로부터의 메인 증폭기의 부하 변조를 통해 효율이 향상된다.
현대의 RF 전력 증폭기 설계자들은 협대역 주파수 제한에 상당한 주의를 기울이다. 예를 들어, (예를 들어, 전력 조합을 위한) 위상 시프트 및 임피던스 정합을 제공하기 위해 도허티 증폭기를 포함하는 RF 전력 증폭기 회로 토폴로지에서 채용되는 커패시터, 인덕터, 전송 라인 등의 리액티브 컴포넌트는 주파수 제한의 한 소스를 나타낸다. 이들 리액티브 컴포넌트는, 회로에 주파수 의존성을 도입함으로써 특정한 주파수 값에서만 최적의 효율을 달성하고 협대역 범위에서만 고효율을 달성한다. 따라서, 설계자들은, 전력 효율을 희생시키지 않으면서 RF 전력 증폭기 회로 토폴로지의 광대역 임피던스 응답을 개선할 수 있는 방식을 찾고 있다.
증폭기 회로가 개시된다. 한 실시예에 따르면, 증폭기 회로는, 입력 포트, 출력 포트 및 기준 전위 포트를 포함한다. 증폭기 회로는, 입력 포트에 전기적으로 결합된 입력 단자, 출력 포트에 전기적으로 결합된 출력 단자, 및 기준 전위 포트에 전기적으로 결합된 기준 전위 단자를 갖는 RF 증폭기 디바이스를 추가로 포함한다. RF 증폭기 디바이스는, 기본 주파수 범위에 걸쳐 입력 단자와 출력 단자 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성된다. 증폭기 회로는, 출력 단자, 기준 전위 포트, 및 출력 포트에 전기적으로 접속된 임피던스 정합 네트워크를 추가로 포함한다. 임피던스 정합 네트워크는, 출력 단자 및 기준 전위 단자와 병렬로 접속된 리액티브 효율 최적화 회로, 및 출력 단자와 출력 포트 사이에 직렬로 접속된 리액티브 주파수 선택성 회로를 포함한다. 리액티브 효율 최적화 회로는, 기본 주파수 범위의 중심 주파수에서 RF 증폭기 디바이스의 특성 출력 임피던스(characteristic output impedance)를 갖는 병렬 공진 회로를 형성하는 리액티브 컴포넌트를 포함한다. 리액티브 주파수 선택성 회로는, RF 증폭기 디바이스의 고유 출력 노드에서의 RF 신호가 결합기 노드에서의 RF 신호와 중심 주파수에서 실질적으로 동상이도록, 그리고 임피던스 정합 네트워크가 기저대역 주파수 범위 - 기저대역 주파수 범위는 기본 주파수 범위 미만임 - 에서 선형 전달 특성을 보이도록 파라미터 값이 선택되는 리액티브 컴포넌트를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 증폭기 회로는, 입력 포트, 출력 포트 및 기준 전위 포트를 포함한다. 증폭기 회로는, 입력 포트에 전기적으로 결합된 입력 단자, 출력 포트에 전기적으로 결합된 출력 단자, 및 기준 전위 포트에 전기적으로 결합된 기준 전위 단자를 갖는 RF 증폭기 디바이스를 추가로 포함한다. RF 증폭기 디바이스는, 기본 주파수 범위에 걸쳐 입력 단자와 출력 단자 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성된다. 증폭기 회로는, 출력 단자, 기준 전위 포트, 및 출력 포트에 전기적으로 접속된 임피던스 정합 네트워크를 추가로 포함한다. 임피던스 정합 네트워크는, 출력 단자 및 기준 전위 단자와 병렬인 병렬 브랜치, 및 출력 단자와 출력 포트 사이에 직렬로 접속된 직렬 브랜치를 포함한다. 직렬 브랜치는 제1 전송 경로 및 제2 전송 경로를 포함한다. 병렬 브랜치는 기본 주파수 범위의 중심 주파수에서 피킹 증폭기의 특성 출력 임피던스를 갖는 병렬 공진 회로를 형성하는 리액티브 컴포넌트를 포함한다. 제1 전송 경로는, RF 증폭기 디바이스의 고유 노드와 출력 포트 사이에서 중심 주파수에서 실질적으로 제로 위상 시프트를 제공한다. 제2 전송 경로는 고유 노드와 출력 포트 사이에 낮은 임피던스 DC 접속을 제공한다.
도허티 증폭기 회로가 개시된다. 한 실시예에 따르면, 도허티 증폭기는, 기본 주파수 범위에 걸쳐 메인 입력 단자와 메인 출력 단자 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성된 메인 증폭기, 및 기본 주파수 범위에 걸쳐 피킹 입력 단자와 피킹 출력 단자 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성된 피킹 증폭기를 포함한다. 도허티 증폭기는, 메인 출력 단자와 결합기 노드 사이에 접속된 임피던스 변환기, 및 피킹 출력 단자와 결합기 노드 사이에 접속된 임피던스 정합 네트워크를 더 포함한다. 임피던스 정합 네트워크는 리액티브 효율 최적화 회로 및 리액티브 주파수 선택성 회로를 포함한다. 리액티브 효율 최적화 회로는, 기본 주파수 범위의 중심 주파수에서 피킹 증폭기의 특성 출력 임피던스를 갖는 병렬 공진 회로를 형성하는 리액티브 컴포넌트를 포함한다. 리액티브 주파수 선택성 회로 요소의 파라미터 값은, 도허티 증폭기의 고유 노드에서의 RF 신호가 결합기 노드에서의 RF 신호와 중심 주파수에서 실질적으로 동상이도록, 그리고 임피던스 정합 네트워크의 전달 특성이 기본 주파수 범위 미만인 기저대역 주파수 영역에서 실질적으로 선형이도록 선택된다.
본 기술분야의 통상의 기술자라면, 이하의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 볼 때, 추가적인 피처와 이점을 인식할 것이다.
도면의 요소들은 서로에 관해 반드시 축적비율대로 그려진 것은 아니다. 유사한 참조 번호들은 대응하는 유사한 부분들을 나타낸다. 다양한 예시된 실시예의 피처들은 서로를 배제하지 않는 한 결합될 수 있다. 실시예들이 도면에 도시되어 있으며 이하의 설명에서 상세하게 설명된다.
도 1은 한 실시예에 따른 도허티 증폭기 회로를 도시한다.
도 2는, 한 실시예에 따른, 피킹 증폭기 및 임피던스 정합 네트워크를 포함하는 증폭기 회로를 도시한다.
도 3은, 한 실시예에 따른, 피킹 증폭기 및 기본 주파수 위상 보상 요소를 갖는 임피던스 정합 네트워크를 포함하는 증폭기 회로를 도시한다.
도 4는, 한 실시예에 따른, 피킹 증폭기, 및 기본 주파수 위상 보상 요소 및 기저대역 주파수 영역 바이패스 인덕터를 갖는 임피던스 정합 네트워크를 포함하는 증폭기 회로를 도시한다.
도 5는, 또 다른 실시예에 따른, 피킹 증폭기, 및 기본 주파수 위상 보상 요소 및 기저대역 주파수 영역 바이패스 인덕터를 갖는 임피던스 정합 네트워크를 포함하는 증폭기 회로를 도시한다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c를 포함하는 도 6은, 다양한 증폭기 회로 토폴로지의 비교를 도시한다. 도 6a는 한 실시예에 따른 어떠한 위상 보상 요소 및 기저대역 주파수 영역 바이패스 인덕터도 없는 도허티 증폭기 회로의 한 모델을 도시한다. 도 6b는 한 실시예에 따른 위상 보상 요소가 있고 어떠한 기저대역 주파수 영역 바이패스 인덕터도 없는 도허티 증폭기 회로의 한 모델을 도시한다. 도 6c는 한 실시예에 따른 위상 보상 요소 및 기저대역 주파수 영역 바이패스 인덕터를 갖는 도허티 증폭기 회로의 한 모델을 도시한다.
도 7은 도 6a, 6b 및 6c의 도허티 증폭기 회로의 전달 특성을 도시한다.
본 명세서에 개시된 실시예에 따르면, 도허티 증폭기 회로는 2개의 전송 경로를 갖는 임피던스 정합 회로를 포함한다. 제1 전송 경로는, 기본 주파수 영역에서, 예를 들어 1.8 내지 2.7GHz(기가헤르츠) 사이에서 위상 시프트를 제공하도록 설계된다. 더 구체적으로, 제1 전송 경로는, 피킹 증폭기의 고유 노드와 결합기 노드 사이에서, 중심 동작 주파수, 예를 들어 2.2GHz에서 제로 위상 시프트를 제공하도록 조정될 수 있다. 이것은, 전력 조합에 대해 이상적인, 정확히 동상인 도허티 증폭기의 결합기 노드에서 RF 신호를 제공한다. 제2 전송 경로는, 기본 주파수 영역보다 실질적으로 낮은 기저대역 주파수 영역에서, 예를 들어 0 내지 400 MHz(메가헤르츠)에서, 피킹 증폭기와 결합기 노드 사이에 낮은 임피던스 경로를 제공하도록 설계된다. 이것은, 임피던스 정합 회로의 위상 시프트 요소에 의해 도입된 원치않는 임피던스 변동을 기저대역 주파수 영역 밖으로 시프트시키는 효과를 갖는다. 그 결과, 증폭기 회로는 광대역 주파수 범위에서 고효율 작동을 제공한다. 한 실시예에서, 제1 및 제2 전송 경로는, 병렬 접속된 커패시터와 인덕터에 의해 제공되며, 여기서, 커패시터는 기본 주파수 영역에서 필요한 위상 시프트를 제공하고 인덕터는 기저대역 주파수 영역에서 필요한 낮은 임피던스 신호 전송을 제공한다.
도 1을 참조하면, 특정한 증폭기 회로 실시예에 따라 도허티 증폭기(100)가 도시되어 있다. 도허티 증폭기(100)는, RF 신호, 예를 들어 진폭 변조(AM) 신호 또는 주파수 변조(FM) 신호를 증폭하도록 구성된다. RF 신호는 메인 입력 포트(102) 및 피킹 입력 포트(104)에서 수신되고, 출력 포트(106)에서 출력된다.
증폭은, 2개의 증폭기 디바이스, 즉, 메인 증폭기(108) 및 피킹 증폭기(110) 중 적어도 하나를 이용하여 제공된다. 메인 증폭기(108)는, 기본 주파수 범위에 걸쳐 메인 입력 단자(112)와 메인 출력 단자(114) 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성된다. 피킹 증폭기(110)는, 기본 주파수 범위에 걸쳐 피킹 입력 단자(116)와 피킹 출력 단자(118) 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성된다.
도허티 증폭기(100)는 2개의 상이한 모드에서 동작한다. 저전력 모드에서, 메인 증폭기(108)만이 활성이고 피킹 증폭기(110)는 오프된다. 고전력 모드에서, 피킹 증폭기(110)는 온으로 되고 메인 증폭기(108)의 증폭을 보충한다. 메인 및 피킹 증폭기(108, 110)에 의해 생성된 RF 신호의 출력 전력은 전력 결합기(120)에 의해 결합된다. 저전력 모드로부터 고전력 모드로의 천이는, RF 신호의 입력 진폭에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도허티 증폭기(100)는, 입력 RF 신호가 최대 신호 진폭의 50%에 도달할 때 고전력 모드로 천이할 수 있다.
전력 결합기(120)는, 메인 출력 단자(114), 피킹 출력 단자(118) 및 출력 포트(106) 사이에 접속된다. 전력 결합기(120) 네트워크는, 메인 출력 단자(114)와 결합기 노드(124) 사이에 접속된 임피던스 변환기(122)(예를 들어, 1/4 파 전송 라인)를 포함한다. 임피던스 변환기(122)는, 전력 백오프 영역에 걸쳐 도허티 증폭기(100)의 디바이스에 부하 변조를 제공하도록 조정된다.
도 2를 참조하면, 한 실시예에 따른 증폭기 회로(200)가 도시되어 있다. 증폭기 회로(200)는 도 1을 참조하여 설명된 도허티 증폭기(100)의 피킹 증폭기(110) 측에 대응할 수 있으며, 여기서, 증폭기 회로(200)의 입력 포트(202)는 피킹 입력 포트(104)에 접속되고 증폭기 회로(200)의 출력 포트(204)는 결합기 노드(124)에 접속된다.
증폭기 회로(200)는, 입력 포트(202)에 전기적으로 결합된 입력 단자(208), 출력 포트(204)에 전기적으로 결합된 출력 단자(210), 및 기준 전위 포트(214)에 전기적으로 결합된 기준 전위 단자(212)를 갖는 RF 증폭기 디바이스(206)를 포함한다. 일반적으로 말하면, RF 증폭기 디바이스(206)는 RF 신호의 증폭을 수행할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있다. 도시된 실시예에서, RF 증폭기 디바이스(206)는, 트랜지스터 디바이스의 제어 단자 또는 게이트 단자에 대응하는 입력 단자(208), 트랜지스터 디바이스의 제1 부하 단자(예를 들어, 드레인 단자)에 대응하는 출력 단자(210), 및 트랜지스터 디바이스의 제2 부하 단자(예를 들어, 소스 단자)에 대응하는 기준 전위 단자(212)를 갖는 트랜지스터 디바이스이다. RF 증폭기 디바이스(206)를 위한 적절한 트랜지스터의 예는, MOSFET(금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터), DMOS(이중 확산형 금속 산화물 반도체) 디바이스, GaN HEMT(갈륨 질화물 고 전자 이동성 트랜지스터), GaN MESFET(갈륨 질화물 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터), LDMOS(측방향 확산형 금속 산화물 반도체) 디바이스 등, 및 더 일반적으로는 임의의 유형의 RF 트랜지스터 디바이스를 포함한다.
RF 증폭기 디바이스(206)는, 중심 주파수를 포함하는 기본 주파수 범위에 걸쳐 입력 및 출력 단자(208, 210) 사이에서와 같이 RF 주파수 범위에 걸쳐 RF 신호를 증폭하도록 구성된다. 이하의 논의에서, 기본 주파수 범위는 1.8GHz(기가헤르츠) 내지 27GHz이며 중심 주파수는 2.2GHz이다. 또한, 이하의 논의에서, RF 신호는, 900 MHz(메가헤르츠) 캐리어 신호에 의해 변조되는 주파수 변조 신호이다. 따라서, 기저대역 주파수 범위는 0-900 MHz이다.
본 기술분야에 알려진 바와 같이, 도시된 RF 증폭기 디바이스(206) 등의 MOSFET 디바이스는, 고유의 드레인-소스 커패시턴스를 갖는다. RF 증폭기 디바이스(206)의 고유 출력 커패시턴스는 고유 커패시터(215)에 의해 표현된다. RF 증폭기 디바이스(206)의 고유 노드(217)는, 전송 경로에서 고유 커패시터(215) 이전의 내부 노드에 대응한다.
증폭기 회로(200)는, 출력 단자(210), 기준 전위 포트(214), 및 출력 포트(204)에 전기적으로 접속된 임피던스 정합 네트워크(216)를 더 포함한다. 임피던스 정합 네트워크(216)는, 출력 단자(210)와 출력 포트(204) 사이에 직렬로 접속된 직렬 브랜치(218), 및 출력 단자(210) 및 기준 전위 단자(212)와 병렬인 병렬 브랜치(220)를 포함한다.
임피던스 정합 네트워크(216)는 리액티브 컴포넌트, 즉, 인덕터 및 커패시터를 포함한다. 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 이들 인덕터 및 커패시터의 파라미터(즉, 인덕턴스 및 커패시턴스)는 주어진 주파수 범위에서 원하는 주파수 응답을 제공하도록 구체적으로 조정된다. 더 일반적으로, 임피던스 정합 네트워크(216)의 리액티브 컴포넌트는, 다양한 컴포넌트(예를 들어, 방사형 스터브, 전송 라인 등) 중 임의의 컴포넌트에 의해 제공될 수 있고, 여기서, 이들 컴포넌트의 파라미터(예를 들어, 반경, 길이 등)는 원하는 주파수 응답을 제공하도록 조정된다.
임피던스 정합 네트워크(216)의 병렬 브랜치(220)는 리액티브 효율 최적화 회로(222)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 리액티브 효율 최적화 회로(222)는 제1 커패시터(224) 및 제1 인덕터(226)를 포함한다. 제1 커패시터(224)와 제1 인덕터(226)는 병렬 브랜치(220)를 따라 서로 직렬 접속된다. 제1 인덕터(226)의 인덕턴스는, RF 증폭기 디바이스(206), 구체적으로 고유 커패시터(215)의 특성 출력 임피던스에 관한 임피던스 정합을 제공하도록 조정된다. 본 기술분야에 일반적이라고 알려진 바와 같이, 병렬 LC 회로는, 공진 주파수, 즉, 리액티브 브랜치 전류가 동일하고 서로 반대인 지점에서, (RF 관점에서) 최대 임피던스를 제공한다. 한 실시예에 따르면, 제1 인덕터(226)의 인덕턴스는, 2.2GHz의 중심 주파수에서 공진하는 고유 커패시터(215)와 병렬 공진기를 형성하도록 조정된다. 제1 커패시터(224)는, 매우 낮은 주파수(예를 들어, 10MHz 미만의 주파수) 및 DC 신호를 차단하는 DC 차단 커패시터로서 구성된다. 따라서, DC 차단 커패시터는 매우 큰 커패시턴스 값을 갖는다. 따라서, 기본 주파수 범위를 포함하는 훨씬 더 높은 주파수 값에서, 제1 커패시터(224)는 RF 단락(RF short)으로서 나타난다. 이러한 방식으로, 병렬 LC 공진기에 미치는 제1 커패시터(224)의 효과는, 병렬 LC 공진기의 파라미터를 조정할 때 무시될 수 있다.
임피던스 정합 네트워크(216)의 직렬 브랜치(218)는, 제2 인덕터(228) 및 제1 전송 라인(230)을 포함한다. 제2 인덕터(228) 및 제1 전송 라인(230)은, 실제로 구현될 때 증폭기 회로(200)의 기생 컴포넌트를 나타낸다. 예를 들어, 하나의 실제 구현에서, 증폭기 회로(200)는, 전도성 다이 패드, 다이 패드를 둘러싸는 전기 절연 윈도우 프레임, 및 윈도우 프레임 상에 형성되고 패키지로부터 멀리 연장되는 전기 전도성 리드를 갖는 금속 플랜지 상에 패키징된다. 이 RF 패키지 구성의 한 예는, 참조에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 포함되는, Arigong에 의한 미국 특허 출원 제15/823,155호에 개시되어 있다. 이러한 구성에서, RF 증폭기 디바이스(206)는 다이 패드 상에 탑재된 트랜지스터 다이에 의해 제공된다. 전기 전도성 본드 와이어는, 트랜지스터 다이의 출력 단자(예를 들어, 드레인)와 패키지 리드 사이에 전기 접속을 제공한다. 이들 와이어 전도는 고유의 인덕턴스를 가지며, 이것이 제2 인덕터(228)에 의해 개략적으로 표현된다. 전기 전도성 리드는 또한, 트랜지스터 다이의 출력 단자와 인쇄 회로 기판 사이에 임피던스를 도입하며, 이것이 제1 전송 라인(230)으로서 개략적으로 표시된다.
도 3을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 증폭기 회로(300)가 도시되어 있다. 증폭기 회로(300)는, 도 3의 증폭기 회로(300)가 리액티브 위상 보상 요소(232) 및 DC 공급 네트워크(234)를 추가로 포함하는 수정된 임피던스 정합 네트워크(316)를 포함한다는 점을 제외하고는 도 2의 증폭기 회로(200)와 동일하다.
리액티브 위상 보상 요소(232)는, 제1 전송 라인(230) 및 제2 인덕터(228)를 포함한, 출력 단자(210)와 출력 포트(204) 사이에서 RF 신호의 전파에 위상 지연을 도입하는 임피던스 정합 네트워크(316)의 기생 컴포넌트를 보상하도록 구성된다. 즉, 리액티브 위상 보상 요소(232)는, 직렬 브랜치(218)가 주어진 주파수에서 RF 단락으로서 작용하도록 제2 인덕터(228) 및 제1 전송 라인(230)의 리액턴스를 상쇄하는 반대 리액턴스를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 한 실시예에 따르면, 리액티브 위상 보상 요소(232)의 임피던스는, 고유 노드(217)에서의 RF 신호가 (도허티 증폭기(100) 구성에서 결합기 노드(124)에 대응할 수 있는) 출력 포트(204)에서의 RF 신호와 중심 주파수에서 실질적으로 동상이 되도록 선택된다.
도시된 실시예에서, 리액티브 위상 보상 요소(232)는 제2 커패시터(236)에 의해 제공된다. 알려진 바와 같이, 직렬 접속된 LC 회로에서, 유도성 요소의 인덕턴스가 용량성 요소의 커패시턴스와 크기가 같고 부호가 반대인 공진 주파수가 존재한다. 이 원리를 적용하면, 제2 커패시터(236)의 커패시턴스는, 예를 들어 중심 주파수에서, 위상 보상을 제공하기 위해 제2 인덕터(228) 및 제1 전송 라인(230)의 인덕턴스에 관해 조정될 수 있다. 직렬 브랜치(218)를 따른 리액티브 위상 보상 요소(232)의 위치는 도시된 실시예와는 상이할 수 있다. 예를 들어, 리액티브 위상 보상 요소(232)는 고유 노드(217)와 제2 인덕터(228) 사이에 위치할 수 있다.
제2 커패시터(236)가 전술된 방식으로 위상 시프트 보상을 제공하는데 유리하게 이용될 수 있지만, 도 3에 도시된 회로 토폴로지의 하나의 잠재적 단점은, 제2 커패시터(236)가 직렬 브랜치(218)에서 DC(직류) 차단 컴포넌트를 도입한다는 것이다. 즉, 고유 노드(217)에 나타나는 임의의 DC 전압은 출력 포트(204)로부터 접속해제된다. 이 문제에 대한 한 가지 솔루션은 임피던스 정합 네트워크(316)에 DC 공급 네트워크(234)를 제공하는 것이다. 도 3은 DC 공급 네트워크(234)를 위한 하나의 잠재적 위치를 나타낸다. 더 일반적으로, DC 공급 네트워크(234)는 임피던스 정합 네트워크(316) 내의 다양한 위치에 배치될 수 있다. DC 공급 네트워크(234)는, 출력 포트(204)에서 독립적인 DC 바이어스를 제공하는데 이용된다. 다양한 실시예에서, DC 공급 네트워크(234)는 더 높은 주파수 신호를 필터링 제거하기 위해 RF 초크(238)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 한 실시예에 따른 증폭기 회로(400)가 도시되어 있다. 증폭기 회로(400)는, 도 4의 증폭기 회로(400)가 도 3을 참조하여 설명된 리액티브 위상 보상 요소(232) 대신에 리액티브 주파수 선택성 회로(240)를 포함하는 수정된 임피던스 정합 네트워크(416)를 포함한다는 점을 제외하고는 도 3의 증폭기 회로(300)와 동일하다. 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는 2개의 기준을 충족하도록 설계된다. 먼저, 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는 고유 노드(217)에서의 RF 신호가 출력 포트(204)에서의 RF 신호와 중심 주파수에서 실질적으로 동상이 되도록 구성된다. 즉, 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는, 도 3을 참조하여 설명된 리액티브 위상 보상 요소(232)와 유사한 방식으로 위상 시프트 보상을 제공하도록 구성된다. 둘째, 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는, 고유 노드(217)와 출력 포트(204) 사이에 DC 및 저주파 전송 경로를 제공하도록 구성된다. 즉, 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는, 앞서 논의된 바와 같이, 제2 커패시터(236)에 의해 생성된 DC 차단 문제를 피하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는 제2 커패시터(236) 및 제3 인덕터(242)를 포함한다. 제3 인덕터(242)는 직렬 브랜치(218)를 따라 제2 커패시터(236)와 병렬로 접속된다. 결과적으로, 직렬 브랜치(218)는 RF 신호에 대한 2개의 전송 경로를 포함한다. 제1 전송 경로는, 제2 인덕터(228), 제2 커패시터(236), 및 제1 전송 라인(230)을 포함한다. 제2 전송 경로는, 제2 인덕터(228), 제3 인덕터(242), 및 제1 전송 라인(230)을 포함한다.
제3 인덕터(242) 및 제2 커패시터(236)의 파라미터 값은, 제2 커패시터(236)가 기본 주파수 범위에서 RF 신호에 대한 주요 전송 경로를 제공하도록 그리고 제3 인덕터(242)가 기저대역 주파수 범위에서 RF 신호에 대한 주요 전송 경로를 제공하도록 선택된다. 즉, 제2 커패시터(236)의 커패시턴스는, RF 신호가 주로 제1 전송 경로를 따라 전파되고 제3 인덕터(242)는 RF 개방으로서 나타나도록 기본 주파수 범위에서 우세하다. 한편, 제3 인덕터(242)의 인덕턴스는, 기저대역 신호가 주로 제2 전송 경로를 따라 전파되고 제2 커패시터(236)가 DC 또는 저주파 개방으로서 나타나도록 기저대역 주파수 범위에서 우세하다.
또한, 제2 커패시터(236) 및 제3 인덕터(242)의 파라미터 값은, 제2 인덕터(228), 리액티브 주파수 선택성 회로(240) 및 제1 전송 라인(230)을 포함하는 전송 경로가 2.2 GHz의 중심 주파수에서 RF 신호에 제로 위상 시프트를 집합적으로 제공하도록 선택된다. 이것은, 직렬 브랜치(218)가 도 3을 참조하여 설명된 방식으로 중심 주파수에서 RF 단락으로서 나타나도록 직렬 브랜치(218)에 존재하는 인덕턴스를 상쇄하는 반대 리액턴스를 제공하도록 제2 커패시터(236)의 커패시턴스를 조정함으로써 이루어진다. 이 예에서, 제3 인덕터(242)의 인덕턴스는 제2 커패시터(236)의 커패시턴스를 조정하는데 있어서 고려된다.
유익하게도, DC 관점에서, 제2 전송 경로는 고유 노드(217)와 출력 포트(204) 사이에 완전한 낮은 임피던스 접속을 제공한다. 따라서, 도 3의 증폭기 회로(300)에서의 DC 공급 네트워크(234)는 더 이상 필요하지 않으므로 생략될 수 있다.
도 5를 참조하면, 한 실시예에 따른 증폭기 회로(500)가 도시되어 있다. 증폭기 회로(500)는, 리액티브 효율 최적화 회로(222)가 재구성되는 수정된 임피던스 정합 네트워크(516)를 도 5의 증폭기 회로(500)가 포함한다는 점을 제외하고는, 도 4의 증폭기 회로(400)와 동일하다. 도 2 내지 도 4의 실시예에서 설명된 바와 같이 병렬 LC 공진기를 형성하기 위해 제1 인덕터(226)를 제공하는 것 대신에, 도 5의 실시예는 고유 노드(217) 및 기준 전위 단자(212)와 병렬로 접속된 제2 전송 라인(244)을 포함한다. 제2 전송 라인(244)의 파라미터는, 제1 인덕터(226)와 관련하여 전술된 바와 유사한 방식으로 고유 커패시터(215)와 병렬 LC 공진기를 형성하도록 선택된다. 제2 전송 라인(244)은, 도 2를 참조하여 설명된 제1 커패시터(224)와 관련하여 전술된 바와 유사한 방식으로 매우 낮은 주파수(예를 들어, 10MHz 미만의 주파수) 및 DC 신호를 차단하는 DC 차단 커패시터인 제3 커패시터(246)에 접속될 수 있다. 도 2 내지 도 4의 리액티브 효율 최적화 회로(222) 구성은, 패키지 레벨에서, 예를 들어 이산 칩 커패시터 및 본드 와이어를 이용하여 구현하기가 더 용이한 반면, 도 5의 리액티브 효율 최적화 회로(222) 구성은 시스템 레벨, 예를 들어, 인쇄 회로 기판 상에 적절히 조정된 RF 전송 라인 및 이산 커패시터를 이용하여 구현하기에 더 용이하다.
도 6을 참조하면, 도허티 증폭기(100) 회로의 피킹 증폭기(110)에 제공되는 출력 임피던스를 시뮬레이션하기 위한 다양한 모델이 도시되어 있다. 이 모델은 메인 증폭기(108)의 고유 노드(107)와 도허티 증폭기(100)의 출력 포트(106) 사이의 임피던스를 개략적으로 나타낸다.
도 6a를 참조하면, 어떠한 위상 보상 요소도 없고 어떠한 DC 바이패스도 없는 도허티 증폭기 회로의 모델이 도시되어 있다. 이 모델은 도 2를 참조하여 설명된 임피던스 정합 네트워크(216)를 포함한다. 피킹 증폭기(110)의 출력 커패시턴스는 제4 커패시터(248)에 의해 표현된다. 또한, 모델은, 예를 들어 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 메인 증폭기(108)가 보는 임피던스를 변환하는데 이용되는, 메인 증폭기와 피킹 증폭기(108, 110) 사이의 임피던스 변환기(122)를 포함한다. 또한, 메인 증폭기(108)의 출력 커패시턴스는 제5 커패시터(250)에 의해 표현된다. 또한, 이 모델은, 리액티브 효율 최적화 회로(222)를 참조하여 전술된 바와 유사한 방식으로 메인 증폭기(108)의 출력 커패시턴스와 병렬 공진 회로를 형성하도록 구성된 제4 LC 브랜치(252)를 포함한다.
도 6b를 참조하면, 위상 보상 요소를 갖고 어떠한 DC 바이패스도 없는 도허티 증폭기(100) 회로의 한 모델이 도시되어 있다. 이 모델은, 도 3을 참조하여 설명된 임피던스 정합 네트워크(316)가 임피던스 정합 네트워크(216)를 대체하는 것을 제외하고는 도 6a를 참조하여 설명된 모델과 동일하다.
도 6c를 참조하면, 위상 보상 요소 및 DC 바이패스를 갖는 도허티 증폭기(100) 회로의 한 모델이 도시되어 있다. 이 모델은, 도 4를 참조하여 설명된 임피던스 정합 네트워크(416)가 임피던스 정합 네트워크(216)를 대체하는 것을 제외하고는 도 6a를 참조하여 설명된 모델과 동일하다.
도 7을 참조하면, 도 6a, 6b 및 6c에 나타낸 다양한 도허티 증폭기(100) 출력 네트워크의 전달 특성이 도시되어 있다. 전달 특성은, Y 축에서 데시벨(dB)로 표시되는 네트워크에 걸쳐 전파되는 RF 신호의 이득 대, X 축에서 기가헤르츠(GHz)로 표시되는 RF 신호의 주파수를 측정한다. 곡선 (a)는 도 6a를 참조하여 설명된 모델의 전달 특성에 대응한다. 곡선 (b)는 도 6b를 참조하여 설명된 모델의 전달 특성에 대응한다. 곡선 (c)는 도 6c를 참조하여 설명된 모델의 전달 특성에 대응한다.
각각의 회로 모델에 대해, RF 신호는 1.8 GHz - 2.7 GHz의 기본 주파수 영역에서 효과적으로 완전하게 전송된다(즉, 이득이 0이거나 0에 매우 가깝게).
한편, 각각의 회로 모델은 0-900 MHz의 기저대역 주파수 영역에서 상이한 특성을 나타낸다. 곡선 A는 기저대역 주파수 범위의 선형 전달 특성을 보여준다. 기저대역 주파수 범위에서의 선형 전달 특성은 전술된 이유로 DC 전류의 전송에 바람직하다. 그러나, 곡선 A의 전달 특성은 임피던스 정합 관점에서 바람직하지만, 도 A에서 모델링된 도허티 증폭기(100) 회로의 한 가지 단점은, 전송 경로 내의 기생 컴포넌트가 존재로 인한, 전술된 바와 같은 바람직하지 않은 위상 시프트이다. 따라서, RF 신호는 불리하게도 위상이 어긋나 있다. 전술된 바와 같이, 위상 보상 요소로서의 제2 커패시터(236)의 포함은 이러한 스큐를 제거한다. 그러나, 곡선 (b)에 도시된 바와 같이, 위상 보상 요소의 포함은, 기저대역 주파수 영역에서의 전달 특성에서 급격한 변동(254)을 도입한다. 특히, 400 - 500 MHz 사이의 영역에서, 회로의 이득은 약 -20 dB로부터 약 -8 dB로 급격히 증가한 다음, 갑자기 약 -24 dB로 감소한다. 따라서, 회로의 이득이 선형 응답으로부터 벗어남으로써 회로의 이득은 주파수가 증가함에 따라 비례적으로 증가한다. 이 갑작스런 천이(254)는, DC 공급 회로에서 RF 초크(238) 뿐만 아니라 위상 보상 요소로서 제2 커패시터(236)의 포함에 기인한 것이다. 이 갑작스런 천이(254)는 바람직하지 않다. 특히, 갑작스런 천이(254)는 선형화를 더욱 어렵게 하고 메모리 효과를 도입한다.
곡선 (c)를 참조하면, 갑작스런 천이(256)는, 기저대역 주파수 영역 밖으로 및 기저대역 주파수 영역과 기본 주파수 영역 사이(즉, 900MHz와 1.8GHz 사이) 사이의 주파수 영역 내로 바람직하게 시프트된다. 이 바람직한 시프트는, 제2 인덕터(228)를 포함하는 리액티브 주파수 선택성 회로(240)의 포함에 기인한 것이다. 제2 인덕터(228)의 파라미터는 기저대역 주파수 영역 밖으로의 갑작스런 천이(254)의 이러한 시프트를 초래하도록 결정된다.
상기 예에서, 도허티 증폭기는, 리액티브 주파수 선택성 회로를 포함하는 임피던스 정합 회로의 유리한 양태를 예시하기 위해 예시적인 증폭기 회로로서 이용된다. 또한, 상기 예에서, 임피던스 정합 회로는 피킹 증폭기에 대한 출력 임피던스 네트워크로서 작용한다. 그러나, 대응하는 설계 원칙이 다른 회로 위치에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 임의의 실시예와 유사하거나 동일한 토폴로지를 갖는 임피던스 정합 회로가 메인 증폭기를 위한 출력 임피던스 네트워크로서 제공될 수 있다. 더욱이, 대응하는 원리는 피킹 및/또는 메인 증폭기의 입력측 임피던스 정합 네트워크에 적용될 수 있다. 더 일반적으로, 임피던스 정합 회로는 도허티 증폭기 회로 토폴로지로 제한되지 않으며, 더 일반적으로 2개의 증폭된 신호의 RF 전력을 결합한 임의의 다중경로 증폭기 회로에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, "실질적으로 동상"이란, 10도 이하의 위상 변동을 말한다.
본 명세서에서 사용될 때, "주요 전송 경로"란, 2개의 노드 사이에 흐르는 전류의 적어도 90%가 주요 전송 경로를 통해 흐르는 전송 경로를 말한다.
본 명세서에서 사용될 때, "선형 전달 특성"이란, 회로의 이득이 주파수 증가에 따라 비례적으로 증가하고, 이득 변동, 선형 영역을 따라 회로의 이득이 증가하는 주파수 및 선형 영역을 따른, 이득의 변동, 즉, 선형 비례 관계로부터의 이탈이 2 dB을 초과하지 않는 전달 특성을 말한다.
본 명세서에 사용될 때 "동일한", "정합" 및 "정합하는" 등의 용어는, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 소정의 합리적인 양의 변동이 고려될 수 있도록 동일하거나 거의 동일하거나 대략 동일하다는 것을 의미한다. "일정한"이라는 용어는, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 소정의 합리적인 양의 변동이 고려될 수 있도록 변경 또는 변하지 않거나, 약간 변경 또는 변하는 것을 의미한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는, 다양한 요소, 영역, 섹션 등을 설명하기 위해 사용되며, 또한 제한하려는 의도가 아니다. 유사한 용어는 설명 전체를 통해 유사한 요소를 지칭한다.
"직접 전기적으로 접속된" 또는 "전기적으로 접속된"이라는 용어는, 전기적으로 접속된 요소들 사이의 영구적인 낮은 임피던스 접속, 예를 들어 관련 요소들 사이의 와이어 접속을 기술한다. 대조적으로, "전기적으로 결합된"이라는 용어는, (실제의 또는 가상의 영역에서) 소정의 방식으로 전기 신호에 영향을 주도록 구성된 하나 이상의 개재 요소(들)가 전기적으로 결합된 요소들 사이에 제공되는 것을 의미한다. 이들 개재 요소는, 트랜지스터 등의 능동 요소뿐만 아니라, 인덕터, 커패시터, 다이오드, 저항기 등의 수동 요소를 포함한다.
"아래", "아래쪽", "하위", "위", "위쪽" 등의 공간적으로 상대적인 용어는, 제2 요소에 관한 한 요소의 위치의 설명의 용이성을 위해 사용된다. 이들 용어는 도면에 도시된 것들과는 상이한 배향뿐만 아니라 디바이스의 상이한 배향을 포함하는 것으로 의도된다.
여기서 사용될 때, 용어 "갖는(having)", "담고 있는(containing)", "내포하는(including)", "포함하는(comprising)" 등은 언급된 요소들 또는 피처들의 존재를 나타내지만, 추가의 요소나 피처를 배제하지 않는 개방적 용어이다. 관사 "한(a)", "하나의(an)", 그 하나의(the)"는, 문맥상 명확하게 달리 표시하지 않는 한, 단수 뿐만 아니라 복수도 역시 포함하는 것을 의도한다.
변형 및 응용의 상기 범위를 염두에 두고, 본 발명은 전술된 설명에 의해 제한되지 않으며 첨부된 도면들에 의해 제한되지 않음을 이해해야 한다. 대신에, 본 발명은 다음의 청구항들 및 그들의 대응하는 법적 균등물에 의해서만 제한된다.

Claims (14)

  1. 증폭기 회로(400)로서,
    입력 포트(202), 출력 포트(204), 및 기준 전위 포트(214);
    상기 입력 포트(202)에 전기적으로 결합된 입력 단자(208), 상기 출력 포트(204)에 전기적으로 결합된 출력 단자(210), 및 상기 기준 전위 포트(214)에 전기적으로 결합된 기준 전위 단자(212)를 포함하고, 기본 주파수 범위에 걸쳐 상기 입력 단자(208)와 상기 출력 단자(210) 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성되는 RF 증폭기 디바이스(206); 및
    상기 출력 단자(210), 상기 기준 전위 포트(214), 및 상기 출력 포트(204)에 전기적으로 접속된 임피던스 정합 네트워크(416)
    를 포함하고, 상기 임피던스 정합 네트워크(416)는:
    상기 출력 단자(210) 및 상기 기준 전위 단자(212)와 병렬로 접속된 리액티브 효율 최적화 회로(222); 및
    상기 출력 단자(210)와 상기 출력 포트(204) 사이에 직렬로 접속된 리액티브 주파수 선택성 회로(240)를 포함하고,
    상기 리액티브 효율 최적화 회로(222)는 상기 기본 주파수 범위의 중심 주파수에서 상기 RF 증폭기 디바이스(206)의 특성 출력 임피던스를 갖는 병렬 공진 회로를 형성하는 리액티브 컴포넌트들을 포함하고,
    상기 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는:
    상기 RF 증폭기 디바이스(206)의 고유 노드(217)에서의 RF 신호가 상기 출력 포트(204)에서의 RF 신호와 상기 중심 주파수에서 실질적으로 동상이도록, 그리고
    상기 임피던스 정합 네트워크(416)가 상기 기본 주파수 범위 미만의 기저대역 주파수 범위에서 선형 전달 특성을 나타내도록
    구성되는, 증폭기 회로(400).
  2. 제1항에 있어서, 상기 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는 커패시터(236) 및 인덕터(242)를 포함하고, 상기 커패시터(236) 및 상기 인덕터(242)는 서로 전기적으로 병렬 접속되고, 상기 출력 단자(210)와 상기 출력 포트(204) 사이에서 전기적으로 각각 직렬 접속되는, 증폭기 회로(400).
  3. 제2항에 있어서, 상기 커패시터(236) 및 상기 인덕터(242)의 파라미터 값들은,
    상기 커패시터(236)가 상기 기본 주파수 범위에서 상기 RF 신호에 대한 주요 전송 경로를 제공하도록; 그리고
    상기 인덕터(242)가 상기 기저대역 주파수 범위에서 상기 RF 신호에 대한 주요 전송 경로를 제공하도록 하는, 증폭기 회로(400).
  4. 제2항에 있어서, 상기 임피던스 정합 네트워크(416)는 상기 출력 단자(210)와 상기 출력 포트(204) 사이에 기생 인덕턴스(228)를 포함하고, 상기 커패시터(236) 및 상기 인덕터(242)의 파라미터 값들은, 상기 기생 인덕턴스(228), 상기 커패시터(236), 및 상기 인덕터(242)가 상기 중심 주파수에서 상기 고유 노드(217)와 상기 출력 포트(204) 사이의 상기 RF 신호에 대해 실질적으로 제로 위상 시프트를 집합적으로 제공하도록 선택되는, 증폭기 회로(400).
  5. 제1항에 있어서, 상기 리액티브 주파수 선택성 회로(240)의 파라미터 값들은 상기 임피던스 정합 네트워크(416)의 비선형 전달 특성 영역을 상기 기저대역 주파수 범위와 상기 기본 주파수 범위 사이에 있는 주파수 영역 내로 시프트시키도록 선택되는, 증폭기 회로(400).
  6. 제5항에 있어서, 상기 기본 주파수 범위는 1.8 내지 2.7GHz 범위의 주파수들을 포함하고, 상기 기저대역 주파수 범위는 0 내지 900MHz 범위의 주파수들을 포함하는, 증폭기 회로(400).
  7. 증폭기 회로(400)로서,
    입력 포트(202), 출력 포트(204), 및 기준 전위 포트(214);
    상기 입력 포트(202)에 전기적으로 결합된 입력 단자(208), 상기 출력 포트(204)에 전기적으로 결합된 출력 단자(210), 및 상기 기준 전위 포트(214)에 전기적으로 결합된 기준 전위 단자(212)를 포함하고, 기본 주파수 범위에 걸쳐 상기 입력 단자(208)와 상기 출력 단자(210) 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성되는 RF 증폭기 디바이스(206); 및
    상기 출력 단자(210), 상기 기준 전위 포트(214), 및 상기 출력 포트(204)에 전기적으로 접속된 임피던스 정합 네트워크(416)
    를 포함하고, 상기 임피던스 정합 네트워크(416)는:
    상기 출력 단자(210)와 상기 기준 전위 단자(212) 사이에 접속된 병렬 브랜치(220); 및
    상기 출력 단자(210)와 상기 출력 포트(204) 사이에 접속되고, 제1 전송 경로 및 제2 전송 경로를 포함하는 직렬 브랜치(218)를 포함하고,
    상기 병렬 브랜치(220)는 상기 기본 주파수 범위의 중심 주파수에서 상기 RF 증폭기 디바이스(206)의 특성 출력 임피던스를 갖는 병렬 공진 회로를 형성하는 리액티브 컴포넌트들을 포함하고,
    상기 제1 전송 경로는 상기 중심 주파수에서 상기 RF 증폭기 디바이스(206)의 고유 노드(217)와 상기 출력 포트(204) 사이에 실질적으로 제로 위상 시프트를 제공하고;
    상기 제2 전송 경로는 상기 RF 증폭기 디바이스(206)의 고유 노드(217)와 상기 출력 포트(204) 사이에 낮은 임피던스 DC 접속을 제공하는, 증폭기 회로(400).
  8. 제7항에 있어서, 상기 직렬 브랜치(218)는 인덕터(242)와 병렬로 접속된 커패시터(236)를 포함하고, 상기 제1 전송 경로는 상기 커패시터(236)를 포함하며, 상기 제2 전송 경로는 상기 인덕터(242)를 포함하는, 증폭기 회로(400).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 임피던스 정합 네트워크(416)는 상기 출력 단자(210)와 상기 출력 포트(204) 사이에 직렬로 접속된 기생 인덕턴스(228)를 포함하고;
    상기 기생 인덕턴스(228), 상기 커패시터(236), 및 상기 인덕터(242)는 상기 중심 주파수에서 상기 고유 노드(217)와 상기 출력 포트(204) 사이의 RF 신호에 대해 실질적으로 제로 위상 시프트를 집합적으로 제공하는, 증폭기 회로(400).
  10. 제7항에 있어서, 상기 임피던스 정합 네트워크(416)는 독립적인 DC 공급 네트워크가 없는, 증폭기 회로(400).
  11. 도허티(Doherty) 증폭기 회로(100)로서,
    기본 주파수 범위에 걸쳐 메인 입력 단자(112)와 메인 출력 단자(114) 사이에서 RF 신호를 증폭하도록 구성되는 메인 증폭기(108);
    상기 기본 주파수 범위에 걸쳐 피킹 입력 단자(116)와 피킹 출력 단자(118) 사이에서 상기 RF 신호를 증폭하도록 구성되는 피킹 증폭기(110);
    상기 메인 출력 단자(114)와 결합기 노드(124) 사이에 접속된 임피던스 변환기(122); 및
    상기 피킹 출력 단자(118)와 상기 결합기 노드(124) 사이에 접속된 임피던스 정합 네트워크(416)
    를 포함하고,
    상기 임피던스 정합 네트워크(416)는 리액티브 효율 최적화 회로(222) 및 리액티브 주파수 선택성 회로(240)를 포함하고,
    상기 리액티브 효율 최적화 회로(222)는 상기 기본 주파수 범위의 중심 주파수에서 상기 피킹 증폭기(110)의 특성 출력 임피던스를 갖는 병렬 공진 회로를 형성하는 리액티브 컴포넌트들을 포함하고,
    상기 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는:
    상기 피킹 증폭기(110)의 고유 노드(217)에서의 RF 신호가 상기 결합기 노드(124)에서의 RF 신호와 상기 중심 주파수에서 실질적으로 동상이도록; 그리고
    상기 임피던스 정합 네트워크(416)의 전달 특성이 상기 기본 주파수 범위 미만인 기저대역 주파수 영역에서 실질적으로 선형이도록
    구성되는, 도허티 증폭기 회로(100).
  12. 제11항에 있어서, 상기 리액티브 주파수 선택성 회로(240)는 커패시터(236) 및 인덕터(242)를 포함하고, 상기 커패시터(236) 및 상기 인덕터(242)는 서로 전기적으로 병렬 접속되고, 상기 피킹 출력 단자(118)와 상기 결합기 노드(124) 사이에서 전기적으로 각각 직렬 접속되는, 도허티 증폭기 회로(100).
  13. 제12항에 있어서, 상기 커패시터(236) 및 상기 인덕터(242)의 파라미터 값들은,
    상기 커패시터(236)가 상기 기본 주파수 범위에서 상기 RF 신호에 대한 주요 전송 경로를 제공하도록; 그리고
    상기 인덕터(242)가 상기 기저대역 주파수 범위에서 상기 RF 신호에 대한 주요 전송 경로를 제공하도록
    선택되는, 도허티 증폭기 회로(100).
  14. 제12항에 있어서,
    상기 임피던스 정합 네트워크(416)는 상기 피킹 출력 단자(118)와 상기 결합기 노드(124) 사이에 기생 인덕턴스(228)를 포함하고;
    상기 기생 인덕턴스(228), 상기 커패시터(236), 및 상기 인덕터(242)는 상기 중심 주파수에서 상기 고유 노드(217)와 상기 결합기 노드(124) 사이의 RF 신호에 대해 실질적으로 제로 위상 시프트를 집합적으로 제공하는, 도허티 증폭기 회로(100).
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