RF POWER AMPLIFIERS

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Ideal parallel-tuned circuit 은 parallel LC 회로
이다.

Tuning freq f0 에서 zero conductance (infinite
impedance) 이다.

그 외 frequency 에서 infinite conductance
( zero impedance )이다.

Load resister R에 연결시 sinusoidal current 가
load 통해 흐른다.

Ideal series-tuned circuit 은 series LC 회로

Tuning freq f0 에서 zero impedance 이다.

그 외 frequency 에서 infinite impedance 이다.

Load resister R에 연결 시 sinusoidal current 가
load 통해 흐른다.

RF power amp 의 중요한 parameter 이다.

즉 output power versus input power .

Input power 는 dc input power 와 RF input
power 로 구성

로 정의 한다.

P0 는 RF output power , Pdc = Vdc Idc

Po 는 보통 RF fundamental power 와 RF
harmonics power 포함
Harmonics power 를 무시하기 때문에 P0 는
RF fundamental power 로 근사함


Power output capability 는 device 가 1V 의
peak collector voltage 와 1A 의 peak collector
current 일 때 output power 로써 정의.
Class A, AB, B, C 등이 있다.
Active device 가 controlled-current source 로 작
동
c
Active 영역에서의 RF cycle 부분을 conduction
angle =2c 라고 함.

Class A => 2c =360 degree

Class AB = > 180 <2c < 360

Class B => 2c =180 degree

Class C => 2c < 180 degree

Active 영역에서 RF angle 동안 360 degree
conduction angle 보장
a.
RF choke 는 ideal .
[ RF choke 란 ? 즉 RF 를 완전히 죽인다. -> 증폭기 와 같은 능동 회로는 반
드시 capacitor 붙임으로 외부 유출 막을 수 있다. 한편 RF 교류 신호도
DC 바이어스 단으로 흘러 들어가지 않도록 막아야 하는데 그러한 역할
하는 모든 회로구조를 RFC 라 함 ]
RF choke 는 input current I dc 허용
b. Cd 는 dc block capacitor
c.
Active device 는 ideal controlled-current source
로 처리
d.
Saturation voltage or/and Saturation current 무시
Transistor 가 active 영역에서 I 0  I dc , V 0 Vdc
일때
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2
0
2
dc
P0 1 V
1


 max   50%
Pdc 2 V
2
효율이 50% 정도 나온다. 적은 효율은 Class A 의
단점중 하나이다.
P0,max
1
Cp 
  0.125
(2Vdc )(2 I dc ) 8
1.class A 는 저항 load 와 넓은 주파수 범위 사용
하지만 active device 가 비선형일때 왜곡 피할 수 없다. 그래서 load
에 filter 설치
2.Push –pull circuit 은 두 개의 동일한 TR 에 의해 output power 결
합 -> 대부분의 harmonics 를 cancel 가능 ,단 회로구성이 복잡함
3.Class A는 선형 전송 특성과 높은 power gain 표현 가능 ,하지만 낮
은 efficiency load 때문에 class A amplifier 는 대체로 low level
driver 로 사용
4.Load current 의 harmonics distortion 은 collector 전류의 고조
파 와 공진회로의 Q factor 있으면 쉽게 계산 가능
Push-pull circuit -> push-pull circuit 의 두 개의 (Q1,Q2) 장치는
180 degree 의 위상차로 번갈아 가며 작동 (alternately active)
RF cycle 의 반은 cut off
기존적인 분석은 Class A와 같음
Output Tr T2 는 ideal
Primary winding 에서 m이 turn in 되고 secondary winding 에서 n
이 turn in 된다.
반 주기에서 peak vale I의 a half sinusoidal current 는 T2 의
Primary winding 의 반주기 동안 운반 (Fig 2-5 참고)
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
처음 반주기가 저항 통과 시 두 번째 는 open
P0 

  75.8%
Pdc 4
Class A (50%) 에 비해 증가

Drive signal 없으면 Transistor 둘 다 cut off 즉 power 소모 없다.

75.8 % 에서 실제는 60 ~ 70 % 정도이다.

Capability 는 1/8 = 0.125 로 Class A와 같다.
1.Class B 는 tuned circuit 이나 band or low pass filter 가 필수적
으로 요구 되지는 않는다.
2.push-pull class B 는 linear 를 위한 선택이다.
Output harmonic current 나 inter modulation 은 Class A에 비해
서는 썩 좋지는 않다.
단지 Efficiency 가 매우 높아짐
3.Small Quiescent current 가 crossover distortion 을 제거 하는데
이용
4.만약 push-pull efficiency 이 완전히 symmetry 라면 output
current 는 고조파 생성하지 않는다.
장점: Class C 는 Class A, AB ,B 보다 collector
Efficiency 가 높다.
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
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단점: output harmonics 가 다른 Class 보다 더 높고 ,
추가적으로 filtering 과 낮은 power gain 요구
Most popular analysis techniques 는 transistor 이
active 일 때 sine wave 의 한 부분이 collector current
waveform 과 근사함
상태: transistor 이 RF cycle 동안 saturation 되지 않음
Active device 는 cutoff and active region -> active region 에서
Controlled-current source
Class A, AB, B 와 다르게 Class C 는 parallel-tuned circuit 요구
RF cycle
2 c -> active 영역에서     
c
c
Collector current 는 sine wave 의 한 부분만을 사용 ->180
degree 보다 적은 부분
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360 degree 로 확장해서 보면 cycle 의
amplitude 는 I
적은 입력 범위로
신호 입력


Ideal 한 tuned circuit 때문에 output current 는
sinusoidal
즉 Maximum theoretical collector efficiency 는
conduction angle 에 따라 달라 진다.
Collector efficiency 는 class A, AB ,B 보다 Class C 가 더 높다.
Conduction angle 감소 할수록 증가.
a.
b.
Power output capability 는 0.125 보다 감소 ,Conduction
angle 감소 할수록 감소
Output power 얻는 것이 중요
결과적으로 conduction angle 선택은 collector efficiency 와
collector current peak value 사이의 Trade off
d. Class C 에서 conduction angle 은 DC bias voltage Vb 에 의해
control 된다. -> conduction angle 이 감소함에 따라서
power gain 감소
c.

Saturated 된 operate
2가지 장점
첫째. Output power, collector efficiency, power output capability
의 증가가 가능
둘째. Output signal 의 amplitude 가 주로 DC-supply voltage 의존

Active 영역에서 transistor 는 controlled-current source 로 작동
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


1. 분석과 디자인 위한 많은 parameter는 데이터 시트
가 제공되지 않고, 측정과 계산이 매우 어렵다.
2. 실제 회로 control 하기 극히 어렵다.
3. sinusoidal collector voltage 얻기가 거의 불가능하
다
4. bjt 를 drive bias 하기 어렵다.

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