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KR101145666B1 - 고주파용 3-스테이지 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(ＧａＮ ＨＥＭＴ) 도허티 전력증폭기 - Google Patents

고주파용 3-스테이지 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(ＧａＮ ＨＥＭＴ) 도허티 전력증폭기 Download PDF

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KR101145666B1
KR101145666B1 KR1020110016645A KR20110016645A KR101145666B1 KR 101145666 B1 KR101145666 B1 KR 101145666B1 KR 1020110016645 A KR1020110016645 A KR 1020110016645A KR 20110016645 A KR20110016645 A KR 20110016645A KR 101145666 B1 KR101145666 B1 KR 101145666B1
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South Korea
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amplifier
peaking
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carrier
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Inventor
정윤하
이문우
감상호
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
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Priority to US13/345,163 priority patent/US8466746B2/en
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Abstract

본 발명은 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(GaN HEMT) 전력 소자를 이용하여 넓은 범위에서 높은 효율을 갖도록 한 고주파용 3-스테이지(Three-Stage) GaN HEMT 도허티 전력증폭기에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 캐리어 증폭기 및 제 1, 2 피킹 증폭기를 포함하는 고주파용 3-스테이지(three-stage) 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(GaN HEMT) 도허티 전력증폭기에 있어서, 상기 캐리어 증폭기와 제 1, 2 피킹 증폭기로 입력 신호를 분배하기 위한 10-dB 전력 분배기; 상기 캐리어 증폭기의 입력 전력을 조절하기 위한 제 1 경로부; 및 넓은 출력 전력 범위에서 높은 효율을 유지시키기 위한 제 2 경로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고주파용 3-스테이지 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(ＧａＮ ＨＥＭＴ) 도허티 전력증폭기{Three-Stage GaN HEMT doherty power amplifier for high frequency applications}
본 발명은 3GHz 이상에서 동작하는 도허티 전력증폭기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(GaN HEMT) 전력 소자를 이용하여 넓은 범위에서 높은 효율을 갖도록 한 고주파용 3-스테이지(Three-Stage) GaN HEMT 도허티 전력증폭기에 관한 것이다.
당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 기지국이나 중계기에서 사용되는 전력증폭기의 효율은 전체 시스템의 효율을 결정하기 때문에, 전력증폭기의 효율을 높이는 것이 중요하다. 전력증폭기의 효율을 높이는 방법 중에서 도허티 전력증폭기는 다른 효율을 증가시키는 방법과는 달리, 포화 출력 전력에서 6 dB 만큼 백-오프 파워(back-off power; BOP) 된 지점에서 높은 효율을 가지게 된다.
최근에 많이 사용되는 WCMDA 또는 WiMAX 신호의 경우에는 큰 첨두 전력 대 평균전력비(peak-to-average power ratio; PAPR)을 가지기 때문에, 선형성을 확보하기 위해서 신호의 PAPR 만큼 BOP 된 출력에서 사용하게 된다. 따라서 도허티 전력증폭기는 넓은 출력 범위에서 높은 효율을 가지고 있으므로, 장래에 기지국이나 중계기에 많이 적용될 수 있다. 특히 최근에는 6 dB 이상의 BOP에서 높은 효율을 가지는 다단계(N-stage) 도허티 전력증폭기가 연구되고 있다.
도허티 전력증폭기 설계에 있어서 전력증폭기에 사용되는 능동 소자들은 일반적으로 가격이 싸고 안정된 성능을 보여주는 Si LDMOSFET을 주로 이용한다. 그러나 3GHz에서 동작하는 전력증폭기를 설계함에 있어서 Si LDMOSFET은 낮은 포화 속도(saturation velocity)로 인해 사용할 수 없다. 그러나 GaN HEMT 소자의 경우에는 높은 saturation velocity로 인해서 3GHz에서도 높은 효율을 나타내고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 three-stage 도허티 전력증폭기를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 입력 신호는 3-웨이(three-way) 전력 분배기(101)를 통해 캐리어 증폭기(104), 제 1 피킹 증폭기(105), 및 제 2 피킹 증폭기(106)의 입력으로 나뉜다. 입력 정합 회로(103)과 출력 정합 회로(107)는 각 전력증폭기의 이득과 효율을 최적화시키며 입력 크기에 따라 λ/4 전송선로(108, 109)에 의해서 캐리어 증폭기의 임피던스가 증가하게 되어 낮은 입력에서도 높은 효율을 낼 수 있다. λ/4 전송선로(108, 109)로 인한 캐리어 증폭기(104)와 제 1 피킹 증폭기(105), 제 2 피킹 증폭기(106) 사이의 위상차를 보상하기 위해서 제 1 피킹 증폭기(105)와 제 2 피킹 증폭기(106)의 입력에 각각 λ/4 전송선로(102)와 λ/2 전송선로(102)를 삽입한다. Three-stage 도허티 전력증폭기는 입력에 three-way 전력 분배기를 이용하기 때문에 캐리어 증폭기의 이득이 낮아지는 단점이 있다.
도 2는 도 1에 도시한 종래 기술에 따른 three-stage 도허티 전력증폭기에서의 캐리어 증폭기(104), 제 1 피킹 증폭기(105) 및 제 2 피킹 증폭기(106)들의 드레인 전류를 도시한 그래프이다.
도 2를 참고하면, 캐리어 증폭기(104)의 드레인 전류는 입력 크기에 비례하여 증가하다가 제 2 피킹 증폭기(105)가 동작할 때 포화되어 일정한 전류를 유지한다. 캐리어 증폭기(104)와 제 1 피킹 증폭기(105), 제 2 피킹 증폭기(106)에서 사용되는 소자 용량에 따라서 제 1 피킹 증폭기(105) 및 제 2 피킹 증폭기(106)의 동작하는 시점이 달라지며, 각각의 제 1 피킹 증폭기(105)와 제 2 피킹 증폭기(106)들이 동작하는 시점에서 three-stage 도허티 전력증폭기는 높은 효율을 가진다. GaN HEMT 소자를 캐리어 증폭기(104)로 이용할 경우, GaN HEMT 소자가 포화된 후 높은 입력 전력을 인가하면 GaN HEMT 소자의 게이트에 전류가 흘러서 절연파괴(breakdown) 현상이 발생하는 문제점이 있다.
전술한 종래의 three-stage 전력증폭기는 큰 BOP에서 높은 효율을 발생한다. 그러나 3GHz 이상의 주파수에서 동작하는 전력증폭기는 GaN HEMT 전력 소자를 이용해야 하지만, 캐리어 증폭기의 출력 전력이 포화된 후 입력 신호의 크기가 증가하면 캐리어 증폭기의 게이트에 수십mA 이상의 전류가 흐르게 되며, 소자가 큰 입력 크기를 견딜 수 없게 되어 three-stage 도허티 전력증폭기의 설계가 불가능하다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 GaN HEMT 전력 소자를 이용하여 3GHz 이상의 높은 주파수에서 동작이 가능한 three-stage 도허티 전력증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도허티 전력증폭기는, 입력 크기에 따라서 캐리어 증폭기의 입력을 유지하기 위해, 캐리어 증폭기의 앞단에 입력 크기에 따라서 이득이 조절되는 구동 증폭기를 연결하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 도허티 전력증폭기는, 캐리어 증폭기 및 제 1, 2 피킹 증폭기를 포함하는 고주파용 3-스테이지(three-stage) 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(GaN HEMT) 도허티 전력증폭기에 있어서, 상기 캐리어 증폭기와 제 1, 2 피킹 증폭기로 입력 신호를 분배하기 위한 10-dB 전력 분배기; 상기 캐리어 증폭기의 입력 전력을 조절하기 위한 제 1 경로부; 및 40 dBm에서 50 dBm의 넓은 출력 범위에서 40% 이상의 효율을 유지시키기 위한 제 2 경로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 경로부는 상기 입력 신호의 크기에 따라 상기 캐리어 증폭기를 제어하기 위한 구동 증폭기; 및 수백 mV의 전압 크기를 증폭시켜주는 게이트 바이어스 조절기를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 경로부는 상기 캐리어 증폭기를 포함하고, 상기 캐리어 증폭기는 GaN HEMT로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 제 2 경로부는 상기 캐리어 증폭기 출력의 λ/4 전송선로를 보상하기 위해 지연선로 앞의 λ/4 전송선로와; 상기 제 1 피킹 증폭기와 제 2 피킹 증폭기에 같은 크기와 90°만큼 서로 위상차를 만들기 위한 하이브리드 3-dB 전력분배기를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 2 경로부는 상기 제 1, 2 피킹 증폭기를 포함하고, 상기 제 1, 2 피킹 증폭기는 각각 GaN HEMT로 이루어진다.
본 발명에 따른 도허티 전력증폭기는, 구동 증폭기의 이득이 게이트 전압에 따라 변하게 되고, 높은 입력이 인가되더라도 캐리어 증폭기에 인가되는 입력을 일정하게 함으로써 GaN HEMT로 구현한 캐리어 증폭기의 게이트에 전류가 흐르는 것을 방지함으로써 넓은 출력범위에서 높은 효율을 유지할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 three-stage 도허티 전력 증폭기를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 종래 기술의 three-stage 도허티 전력 증폭기의 드레인 전류 특성을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 고주파용 three-Stage GaN HEMT 도허티 전력증폭기의 회로 구성도이다.
도 4는 도 3의 도허티 전력증폭기에서, 중심주파수가 3.5GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에 입력 전력에 따른 각 증폭기의 드레인 전류 특성 및 구동 증폭기의 게이트 전압을 도시한 그래프이다.
도 5는 도 3의 도허티 전력증폭기에서, 중심주파수가 3.5GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에 출력 전력에 따른 효율 및 이득 특성을 도시한 그래프이다.
도 6는 도 3의 도허티 전력증폭기에서, 중심주파수가 3.5GHz이며, 8dB PAPR을 가지는 WiMAX 신호가 입력신호로 사용되었을 경우에 WiMAX 신호에 따른 게이트 바이어스 조절기의 출력 파형도이다.
도 7는 도 3의 도허티 전력증폭기에서, 중심주파수가 3.5GHz이며, 8dB PAPR을 가지는 WiMAX 신호가 입력신호로 사용되었을 경우에 출력 전력에 따른 효율 및 이득 특성을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 고주파용 3-스테이지(three-stage) 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(GaN HEMT) 도허티 전력증폭기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 3-stage 도허티 전력증폭기의 구조를 도시한 회로도 구성도로서, 10-dB 전력 분배기(301), 구동 증폭기(302), 게이트 바이어스 조절기(303), 제 1 λ/4 전송선로(304), 지연선로(305), 하이브리드 3-dB 전력분배기(306), 입력 정합 회로(307), 캐리어 증폭기(308), 제 1 피킹 증폭기(309), 제 2 피킹 증폭기(310), 출력 정합 회로(311), 및 출력 λ/4 전송선로(312)를 포함한다. 출력 λ/4 전송선로(312)는 제 2 λ/4 전송선로(312a), 제 3 λ/4 전송선로(312b), 및 제 4 λ/4 전송선로(312c)로 나눌 수 있다.
본 발명에 따른 도허티 전력증폭기에 있어서, 구동 증폭기(302)와 게이트 바이어스 조절기(303)는 바람직하게 캐리어 증폭기(308)의 입력 전력을 조절하기 위한 제 1 경로부를 형성한다. 그리고, 제 1 λ/4 전송선로(304)와, 지연선로(305), 하이브리드 3-dB 전력분배기(306), 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310)는 바람직하게 40 dBm에서 50 dBm의 넓은 출력 범위에서 40% 이상의 효율을 유지시키기 위한 제 2 경로부를 형성한다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 고주파용 three-stage GaN HEMT 도허티 전력증폭기에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
입력 신호는 10-dB 전력분배기(301)를 통해서 구동 증폭기(302)와 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310)의 입력으로 사용된다. 10-dB 전력분배기(301)로 인해서 제 1 피킹 증폭기(309)와 제 2 피킹 증폭기(310)에 인가되는 입력 전력은 손실이 거의 없으며, 구동 증폭기(302)에 인가되는 입력 전력은 소스 전력에 비해서 10-dB 감쇄가 된다. 10-dB 감쇄된 입력 전력은 10dB의 구동 증폭기(302)의 이득으로 인해서 10-dB의 입력 손실을 보상하게 되며, 기존 3-way 전력분배기를 사용할 때보다 이득이 높아지게 된다. 구동 증폭기(302)에 의해서 발생된 지연을 맞추기 위해 하이브리드 3-dB 전력분배기(306) 입력에 지연선로(305)를 삽입한다. 제 1 피킹 증폭기(309)와 제 2 피킹 증폭기(310)의 입력에 하이브리드 3-dB 전력 분배기(306)를 삽입하여 각각의 증폭기에 같은 크기를 가지고 90°의 위상차가 생기는 입력을 인가한다. 캐리어 증폭기(308), 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310) 입력과 출력에 각각 입력 정합 회로(307)과 출력 정합 회로(311)를 사용하여 이득과 효율을 최적화시키며, 각각의 증폭기들의 출력 정합 회로(311)의 출력은 출력 λ/4 전송선로(312)로 연결되며 제 2 λ/4 전송선로(312a), 제 3 λ/4 전송선로(312b) 및 제 4 λ/4 전송선로(312c)는 캐리어 증폭기(308), 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310)에서 사용되는 소자 용량에 따라서 임피던스 값이 달라지게 된다. 제 2 λ/4 전송선로(312a), 제 3 λ/4 전송선로(312b), 및 제 4 λ/4 전송선로(312c)는 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310)가 동작하지 않을 때, 각각 캐리어 증폭기(308) 및 제 1 피킹 증폭기(309)의 출력 임피던스를 증가시키는 역할을 하며, 증가된 임피던스로 인하여 높은 효율을 달성할 수 있다. 제 2 λ/4 전송선로(312a)로 인하여 제 1 피킹 증폭기(309)와 제 2 피킹 증폭기(310) 사이에 발생한 지연을 보상하기 위해서 지연선로(305) 앞에 제 1 λ/4 전송선로(304)를 삽입한다.
30 dBm 이하의 작은 입력 신호에서는 구동 증폭기(302) 및 캐리어 증폭기(308)가 각각 class-AB급 증폭기이기 때문에 구동 증폭기(302)와 캐리어 증폭기(308)만 동작하고 제 1 피킹 증폭기(309)와 제 2 피킹 증폭기(310)는 동작하지 않는다. 입력 신호의 크기가 증가할수록, 제 1 피킹 증폭기(309)와 제 2 피킹 증폭기(310)가 순차적으로 동작하게 되며, 캐리어 증폭기(308)의 게이트 바이어스에 전류가 발생하게 된다. 이러한 게이트 바어어스에 흐르는 전류를 제거하기 위해서 캐리어 증폭기(308)의 입력을 일정하게 하여야 한다. 이를 위해 구동 증폭기(302)에 인가되는 입력이 32 dBm 이상일 경우, 입력이 1dB 증가할 때 구동 증폭기 (302)의 이득이 1dB 감소하도록 하여 입력이 증가하더라고 구동 증폭기(302)의 출력을 일정하게 하여 캐리어 증폭기(308)에 인가되는 입력이 일정하게 만들어 준다. 구동 증폭기 (302)의 입력이 32 dBm 이하일 경우에는 -3.3 V를 일정하게 유지하다가, 32 dBm 이상일 경우에는 입력 크기가 1dB 증가할 때 마다, 게이트 전압을 -0.3 V 낮추어 줌으로써, 구동 증폭기(302)의 이득이 감소되고 그 영향으로 입력이 증가하더라도 구동 증폭기(302)의 출력, 즉 캐리어 증폭기(308)의 입력은 일정하게 된다. 그리고 입력 신호의 크기에 따라 구동 증폭기(302)의 게이트 바이어스 전압을 자동적으로 조절함에 있어서 인가되는 게이트 전압이 수백 mV로 -3.3 V 이하의 게이트 전압을 공급하기에는 작기 때문에 구동 증폭기(302)의 게이트 바이어스에 게이트 바이어스 조절기(303)를 삽입하여 원하는 전압이 인가될 수 있도록 한다.
본 발명에서는 캐리어 증폭기(308), 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310)의 출력 용량이 각각 15W, 35W, 35W이므로 임피던스 Z1, Z2, 및 ZT는 각각 31.6Ω, 33.3Ω, 및 70.7Ω을 가지며, 약 9.5 BOP와 약 4.3 BOP에서 높은 효율을 가지게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 도허티 증폭기에 있어서, 중심주파수가 3.5GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에, 입력 전력에 따른 각 증폭기의 드레인 전류 특성 및 구동 증폭기(302)의 게이트 전압을 도시하고 있다. 29 dBm 이하의 낮은 입력 전력 범위에서는 구동 증폭기(302)와 캐리어 증폭기(308)만 동작하기 때문에, 입력 전력이 증가할수록 드레인 전류 및 구동 증폭기(302)의 드레인 전류는 증가한다. 입력이 점차 증가하면서 입력 전력이 29 dBm 일 때, 제 1 피킹 증폭기(309)가 동작하여 드레인 전류가 발생하며, 제 2 피킹 증폭기(310)도 순차적으로 동작하게 된다. 제 2 피킹 증폭기(310)가 동작하기 시작하는 지점에서 캐리어 증폭기(308)의 출력은 포화되어 캐리어 증폭기(308)의 게이트에 전류가 흐르기 시작한다. 캐리어 증폭기(308)의 게이트에 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서 구동 증폭기(302)의 게이트 바이어스 전압을 낮추어준다. 낮은 입력 전력에서는 구동 증폭기(302) 게이트 전압은 -3.3V로 일정하지만, 캐리어 증폭기(308)의 게이트에 전류가 흐르기 시작할 때, 구동 증폭기(302) 게이트 전압을 낮추어 줌으로써, 구동 증폭기(302)의 출력은 일정하게 만들어준다. 그러므로 캐리어 증폭기(308)의 입력 전력은 일정하게 되며 캐리어 증폭기(308)의 드레인 전류는 약 1A를 유지하게 된다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 도허티 증폭기에 있어서, 중심주파수가 3.5GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에, 출력 전력에 따른 효율 및 이득 특성을 도시하고 있다. 본 발명에 따른 three-stage 도허티 전력증폭기의 포화전력은 49.3 dBm이며, 약 40 dBm 및 약 45 dBm에서 높은 효율을 가지게 된다. 캐리어 증폭기(308), 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310)만 고려한 드레인 효율은 40 dBm의 출력 전력에서 45.1%의 효율과 11.1 dB의 이득을 나타내었으며, 40 dBm의 출력 전력에서 49.9%의 효율과 8.9 dB의 이득을 나타낸다. 구동 증폭기(302)를 포함한 전체 드레인 효율은 40 dBm과 45 dBm의 출력 전력에서 37.3%의 효율과 45.6%의 효율을 각각 나타낸다.
도 6는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 도허티 증폭기에 있어서, 중심주파수가 3.5GHz이며, 8 dB PAPR을 가지는 WiMAX 신호가 입력신호로 사용되었을 경우에, WiMAX 신호에 따른 게이트 바이어스 조절기(303)의 출력을 나타내고 있다. WiMAX 신호의 포락선 신호의 크기가 증가할 때, 게이트 바이어스 조절기(303)의 크기는 줄어들어 구동 증폭기(302)의 이득을 낮추고 있으며, WiMAX 신호의 포락선 신호의 크기가 작으면, 게이트 바이어스 조절기(303)의 크기는 -3.3V가 유지됨을 알 수 있다.
도 7는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 도허티 증폭기에 있어서, 중심주파수가 3.5GHz이며, 8 dB PAPR을 가지는 WiMAX 신호가 입력신호로 사용되었을 경우에, 출력 전력에 따른 효율 및 이득 특성을 도시한 그래프를 나타내고 있다. 포화 출력 전력에서 약 8 dB BOP 지점인 41.4 dBm의 출력 전력에서 캐리어 증폭기(308), 제 1 피킹 증폭기(309) 및 제 2 피킹 증폭기(310)만 고려한 드레인 효율은 48.6%, 구동 증폭기(302)를 포함한 전체 드레인 효율은 39.5%을 나타내며, 전체 이득은 8.4 dB임을 보여준다.
301: 10-dB 전력 분배기
302: 구동 증폭기(302)
303: 게이트 바이어스 조절기
304: 제 1 λ/4 전송선로
305: 지연선로
306: 하이브리드 3-dB 전력분배기
307: 입력 정합 회로
308: 캐리어 증폭기
309: 제 1 피킹 증폭기
310: 제 2 피킹 증폭기
311: 출력 정합 회로
312: 출력 λ/4 전송선로

Claims (11)

  1. 캐리어 증폭기 및 제 1, 2 피킹 증폭기를 포함하는 고주파용 3-스테이지(three-stage) 질화 갈륨계 고전자 이동도 트랜지스터(GaN HEMT) 도허티 전력증폭기에 있어서,
    상기 캐리어 증폭기와 제 1, 2 피킹 증폭기로 입력 신호를 분배하기 위한 10-dB 전력 분배기;
    상기 캐리어 증폭기의 입력 전력을 조절하기 위한 제 1 경로부; 및
    40 dBm에서 50 dBm의 출력 범위에서 40% 이상의 효율을 유지시키기 위한 제 2 경로부를 포함하고,
    상기 제 2 경로부는 상기 캐리어 증폭기 출력의 λ/4 전송선로를 보상하기 위해 지연선로 앞의 λ/4 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 경로부는,
    상기 입력 신호의 크기에 따라 상기 캐리어 증폭기를 제어하기 위한 구동 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 경로부는,
    수백 mV의 전압 크기를 증폭시켜주는 게이트 바이어스 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 경로부는 상기 캐리어 증폭기를 포함하고, 상기 캐리어 증폭기는 GaN HEMT로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 경로부는,
    상기 제 1 피킹 증폭기와 제 2 피킹 증폭기에 같은 크기와 90°만큼 서로 위상차를 만들기 위한 하이브리드 3-dB 전력분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 경로부는 상기 제 1 피킹 증폭기를 포함하고, 상기 제 1 피킹 증폭기는 GaN HEMT로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 경로부는 상기 제 2 피킹 증폭기를 포함하고, 상기 제 2 피킹 증폭기는 GaN HEMT로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어 증폭기, 제 1 피킹 증폭기 및 제 2 피킹 증폭기의 입력과 출력에 각각 입력 정합 회로과 출력 정합 회로가 연결되는 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 출력 정합 회로에 출력 λ/4 전송선로가 연결되는 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 출력 λ/4 전송선로는 상기 캐리어 증폭기, 제 1 피킹 증폭기 및 제 2 피킹 증폭기에서 사용되는 소자 용량에 따라서 임피던스 값이 달라지는 것을 특징으로 하는 고주파용 3-스테이지 GaN HEMT 도허티 전력증폭기.
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