본 논문에서는 전력증폭기의 효율을 증가시키기 위해서 모드변환 가능한 단권변압기를 제안한다. 모드변환 가능한 단권변압기를 통해 전력증폭기의 저 전력 모드 동작 시 효율을 개선할 수 있다. 이 논문에서는 0.18-${mu}m$ CMOS 표준 공정을 이용하여 듀얼모드 단권변압기를 이용한 CMOS 전력증폭기를 설계하였다. 고 전력 모드와 저 전력 모드에서 단권변압기의 1차 권선의 권선수를 조절하여 전력증폭기의 동작을 최적화하였다. EM 시뮬레이션 및 전체 회로 시뮬레이션 결과 제안된 멀티모드 CMOS 전력증폭기의 출력전력이 24dBm일 때 전력부가효율(PAE)이 10.4%에서 멀티모드 동작으로 26.1% 로 상승하여 전력증폭기의 성능 개선되었다.
In this paper, in order to improve efficiency performance of power amplifiers, a mode changeable autotransformer is proposed. Efficiency performance at the low-power mode can be improved by adopting the mode changeable autotransformer. A dual-mode autotransfomrer CMOS power amplifier using a standard 0.18-${mu}m$ CMOS process is designed in this work. Number of turns in a primary winding is re-configurated according to mode change between the high-power mode and the low-power mode. Thus, the efficiency performance of the power amplifier at each mode is optimized. EM and total circuit simulation results verify that low-power mode power added efficiency(PAE) at 24dBm output power is improved from 10.4% to 26.1% using the proposed multi-mode operation.
