Design of a Cascaded Distributed Amplifier using Medium Power Devices

Abstract A design of cascaded distributed amplifier with a broadband amplification is described in this paper. A medium power device with 23dBm,max output power under the optimal narrow-band power matching condition is adopted for the design and fabrication of the cascaded distributed amplifier. In general, conventional distributed amplifiers with the parallel connected input ports have a low gain, and previous cascaded distributed amplifiers show a relatively low output power of 10dBm at most, which is the upper limit of small signal amplification. However, the cascaded distributed amplifier in this paper shows the gain of 18.15±0.75dB and output power of 20dBm over 300MHz~2GHz from the measurement, so it can be well adopted as a wideband driver amplifier. Key Words : Distributed Amplifiers, Wideband Amplifiers * 교신저자 : 임종식(jslim@sch.ac.kr)접수일 09년 05월 26일 수정일 (1차 09년 08월 14일, 2차 09년 08월 18일) 게재확정일 09년 08월 19일 1. 서론 무선으로 이루어지는 각종 이동통신, 방송, 인터넷, 데이터 서비스 시스템에 있어서 정보량의 증가와 고속화에 따라 마이크로파 대역의 무선통신 시스템의 수요가 증가되고 있다. 또한 사용 주파수 대역의 다양화로 인해 광대역에서 동작이 가능한 부품 개발이 요구되고 있다 . 무선 시스템에서 가장 중요한 핵심부품 가운데 하나인 증폭기의 경우에도 이런 광대역화 요구에 부응하기 위하여 광대역 증폭기가 요구되고 있는데, 광대역 증폭기는 다양한 시스템의 주파수 대역에서 필요한 증폭 기능을 제공할 수 있어서 개발된 부품의 사용 효율성을 높일 수 있다 .초고주파 대역에서 광대역 증폭기를 구현하는 방법으로는 출력의 일부를 입력으로 되돌리는 피드백 방법, 특정 주파수 성분을 선택적으로 감쇄시키는 손실정합 방법(lossy matching), 평탄한 이득 특성과 만족할 만한 입력, 출력측 반사계수 특성을 동시에 얻기 위한 평형 증폭기 , 그리고 입·출력 특성이 넓은 주파수에서 특정한 임피던스 값이 되게 하는 분포형 증폭기(distributed amplifier) 등이 있다. 피드백 방법은 안정도 특성이 양호하나, 피드백 되는 전력에 의해 전력 정합과 이득의 평탄도 특성을 동시에 만족하기가 어렵다. 손실정합 방법은 양호한 전압 정재파비 특성을 가지나, 이득이 감소되고 구성하는 능동, 수동 소자의 모델이 높은 정밀도를 가지지 않는다면 평탄한 이득을 기대하기 어렵다. 평형증폭기는 2개의 증폭기를 사용하므로 DC 전력의 소모가 크고, 회로의 크기가