이 논문은 5세대 신규 무선(5G NR-U) 및 802.11ax 무선 근거리 통신(WLAN) 응용을 모두 대상으로, 동적 교차결합 커패시터(dynamic cross-coupled capacitors) ( $C_{\text{cc}}$ )를 통해 선형 출력 전력을 향상시킨 5.15–7.125-GHz 차동 전력 증폭기(PA)를 제시한다. 제안된 동적 $C_{\text{cc}}$ 는 트랜지스터의 비선형 파라미터에 대해 보상하여 평균 출력 전력 영역에서 선형성을 개선한다. 또한 4-다중 결합 4방향 변압기(multicoupled four-way transformer, TF)를 고대칭 결합 구조로 제안하여 차동 PA의 불균형을 줄이고, 낮은 턴비(turn ratio) 및 낮은 삽입 손실을 갖는 최적 출력 매칭을 위한 30% 분수 대역폭을 제공함으로써 9층 인쇄회로기판 응용을 구현한다. 제안된 차동 PA는 2- $\mu \text{m}$ InGaP/GaAs 이종접합 양극성 트랜지스터(heterojunction bipolar transistor, HBT) 공정으로 구현되었다. 이 PA는 CW(연속파) 신호에서 5.15–7.125 GHz 구간, 컬렉터 전압 5.5 V 조건으로 이득 24 dB, 포화 출력 전력 33.1 dBm, 전력 부가 효율(power added efficiency, PAE) 40.4%를 달성한다. 제안된 PA의 선형성은 NR-U 및 WLAN 응용 적합성을 검증하기 위해 다양한 변조 신호 기법을 사용하여 추가로 평가하였다. NR 100-MHz 주기 접두부(CP)와 피크-대-평균 전력비(peak-to-average power ratio, PAPR) 11.4 및 8 dB를 갖는 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform, DFT) 신호를 적용한 경우, NR 진화형 범용 지상 무선 액세스(NR evolved universal terrestrial radio access, E-UTRA) 인접 채널 누설 전력비(adjacent channel leakage ratio, ACLR) 조건에서 -33 dBc의 선형 출력 전력을 만족하여 각각 24.6 및 27 dBm을 달성하고, PAE는 10% 및 16.3%를 달성한다. 또한 이 PA는 PAPR 10.7 dB를 갖는 802.11ax MCS11 80 MHz 조건에서 EVM(error vector magnitude) = −40 dB로, PAE 4.3%에 해당하는 출력 전력 19.8 dBm을 달성한다.

본 논문은 효율적인 대역외(out-of-band) 차단을 위해 최적화된 결합선(coupled-line) 매칭 네트워크를 사용함으로써 선택성을 향상시킨 초광대역 저잡음 증폭기(LNA) 단일칩 마이크로파 집적회로(MMIC)를 제시한다. 제안된 매칭 네트워크는 결합선 구조를 통합하여, 동시에 통과대역(in-band) 임피던스 매칭과 대역외 차단을 달성한다. 제안된 결합선 매칭 네트워크는 고역통과(high-pass) 및 대역정지(band-stop) 특성을 나타내어, 원하는 신호 대역에 대한 효율적인 전력 전달을 유지하면서 원하지 않는 주파수 성분을 효과적으로 거부한다. LNA는 $0.15-\mathbf{\mu }\mathbf{m}$ GaAs E-모드(d- mode) 슈도모픽 고전자이동도 트랜지스터(pHEMT) 공정을 사용하여 제작되었으며, $3-\text{dB}$ 대역폭 21.5 GHz에서 43.75 GHz까지에서 소신호 피크 이득이 24 dB, 잡음지수가 2.1 dB에서 3.6 dB 범위로 나타났다. 제안된 설계는 15 GHz와 48 GHz 모두에서 43 dBc의 대역외 차단 효율을 달성한다. 입력 $1-\text{dB}$ 압축 지점(IP1dB)은 −15.5 dBm에서 −11.7 dBm 범위이다. 패드(pads)를 포함한 제작 칩의 크기는 $2.3\text{mm}\times 1.45$ mm이며, 총 전력 소모는 48 mW이다.