Design and Implementation of CMOS Doherty Structure for 5 GHz WMAN / WLAN Transmitters
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 범진욱
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 200702
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 전자공학
- 식별자(기타) 000000103738
- 본문언어 영어
초록/요약
This thesis is focused on RF transmitter based on new on-chip Doherty amplifier structure for 5 GHz IEEE 802.11a/g Wireless Local Area Network (WLAN) and 802.16a Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) applications. Doherty power amplifiers are widely used in RF transmitters, because of their high Power Added Efficiency (PAE) and good linearity. However, until now they cannot be integrated in silicon ICs as bulky quarter wavelength couplers are required, which are difficult to implement on a Si wafer. This paper proposes the method to integrate Doherty amplifier by using simple structural idea. New Doherty amplifier which is proposed exchanges the quarter wavelength coupler to I/Q mixer that has been widely used. This I/Q mixer has two functions that are up-conversion and phase shift. So it can reduce additional blocks to implement CMOS Doherty amplifier. As a result, this makes small size and low cost for IC integration. This idea is implemented and manufactured in 5 GHz band CMOS direct-conversion RF transmitter with sub-harmonic mixers and driver amplifiers. Test pattern had been fabricated in UMC 0.18 ㎛ CMOS RF process. And it is increased about 3 dB for output power and linearity from measurement results.
more초록/요약
본 논문은 5 GHz 대역의 IEEE 802.11 a/g 무선랜과 802.16x 무선맨 응용을 위한 새로운 온-칩 도허티 증폭기 구조를 포함하는 CMOS RF 공정 기반의 RF 송신기 설계에 초점을 두고 있다. 도허티 전력 증폭기는 좋은 전력 효율과 선형성 때문에 RF 송신기에서 널리 사용된다. 그러나 지금까지는 실리콘 웨이퍼 위에서 만들기 힘든 1/4 파장 커플러 때문에 실리콘 IC에 집적 되어오지 못했다. 이 논문은 간단한 구조적 아이디어를 통해 도허티 증폭기를 집적하는 방법을 제안하였다. 제안된 새로운 도허티 증폭기는 1/4 파장 커플러를 널리 사용되어 온 I/Q 혼합기로 대체한다. 이 I/Q 혼합기는 주파수 변환과 위상 이동의 두 가지 기능을 갖는다. 이는 CMOS 도허티 증폭기를 제작하기 위한 추가적인 블록을 줄일 수 있다. 결과적으로 IC 집적을 위한 면적과 가격을 줄일 수 있다. 이 아이디어는 서브 하모닉 혼합기와 구동 증폭기를 사용한 5 GHz CMOS 직접 변환 방식의 송신기로 설계, 제작되었다. 테스트 패턴은 UMC 0.18 ㎛ CMOS RF 공정을 통해 구현되었다. 측정 결과 RF 출력과 선형성이 약 3 dB 증가하였다.
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