Analisa Ketidaklinearan pada Penguat Daya Switching Kelas-E untuk Aplikasi Frekuensi Radio Pita Lebar

Dessy Oktani

doi:10.30871/aseect.v3i01.4184

Dessy Oktani Electro, telecommunication

DOI: https://doi.org/10.30871/aseect.v3i01.4184

Keywords: Switching power amplifier, GaN HEMT, kelas E, penguat daya

Abstract

Dalam sistem telekomunikasi digital nirkabel frekuensi tinggi, kinerja sebuah penguat akan sangat berdampak secara signifikan terhadap konsumsi daya. Konsumsi daya yang tinggi akan sangat berpengaruh terhadap masa pakai baterai, terlebih pada perangkat handheld. Pada penelitian ini akan dirancang sebuah penguat daya switching kelas E pita lebar 2.4 GHz dan dianalisa ketidaklinearannya. Rancangan dibuat dengan menggunakan HEMT berbahan galium nitrit agar mendapatkan efisiensi cukup tinggi yaitu di atas 70%. Optimasi rangkaian dilakukan dengan menambahkan transistor switching pada source untuk mendapatkan tambahan efisiensi. Pengujian kelinearan rangkaian dilakukan dengan memberikan masukan multi-nada untuk mengukur IMD (Intermodulation) yang dihasilkan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa dengan menggunakan GaN HEMT efisiensi yang didapatkan mencapai 75% dengan daya keluar 44 dBm dan penguatan 9 dBm pada masukan 1-nada, sefdangkan pada dua nada dicapai efisiensi 55%. Dengan tambahan switching pada source, dan efisiensi pada dua nada menjadi 59% dengan daya keluar sebesar 40 dBm, terjadi penguatan sebesar 6 dBm. Hasil pengukuran IMD menunjukkan bahwa pada jarak antar frekuensi 100Mhz rangkaian penguat memiliki kelinearan yang lebih tinggi dibandingkan pada jarak antar frekuensi 20MHz, yaitu didapatkan IIP3 sebesar 41,81 dBm dan OIP3 sebesar 49,68 dBm.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Daftar Pustaka
[1] Kubowicz, Richard (2000): Class-E Power Amplifier, Thesis, University of Toronto.
[2] Nathan O. Sokal (2002): Class-E High-Efficiency Rf/Microwave Power Amplifiers: Principles Of Operation, Design Procedures, and Experimental Verification,
[3] Steve C. Cripps. (2006): RF power amplifier for Wireless Communication 2nd, Artec House, 156 – 177.
[4] R, Negra,. dkk (2007): Switch-Based GaN HEMT Model Suitable for Highly-Efficient RF Power Amplifier Design.
[5] Paul Saad., dkk (2010) : Design of a Highly Efﬁcient 2–4-GHz Octave Bandwidth GaN-HEMT Power Ampliﬁer
[6] Robin F. Kearey, B.Sc., (2010): A High Ef-ficiency Switching Mode Amplitudo Modula-tor for Class-E Power Amplifier inNano Sat-ellites, Thesis, Delf University of Technology
[7] Marante , Reinel,. Dkk (2010): Nonlinear Characterization Techniques for Improving Accuracy of GaN HEMT Model Predictions in RF Power Amplifiers IEEE MTT-S Inter-national Microwave Symposium, Anaheim, CA, USA, pp. 1680-1683.
[8] P.-L. Sochor., dkk (2011) : Design and Realisation of a 50 W GaN Class-E Power Ampliﬁer.
[9] Moreno, Jordi Ambrós. (2011): Design and assembly of a class E power amplifier @2GHz, Thesis, Universitat Politecnica De Catalunya .
[10] Esposto, Michele., Chini, Alessandro., and Rajan, Siddharth., (2011): Analytical Model for Power Switching GaN-Based HEMT De-sign, IEEE Transactions On Electron Devic-es, VOL. 58, NO. 5.
[11] Kenle, Chen. dan Peroulis, Dimitrios. (2011): Design of Highly Efficient Broadband Class-E Power Amplifier Using Synthesized Low-Pass Matching Network, IEEE Trans-actions on Microwave Theory and Tech-niques, Vol. 59, No. 12.
[12] Otsuka, Hiroshi,. dkk (2011): Semi-physical Nonlinear Circuit Model with Device/Physical Parameters for HEMTs, International Jour-nal of Microwave and Wireless Technolo-gies, 2011, 3(1), 25–33, # Cambridge Uni-versity Press and the European Microwave Association, 2011
[13] Jee,Seunghoon., dkk (2012): Switching Be-havior of Class-E Power Amplifier and Its Operation Above Maximum Frequency, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, VOL. 60, NO. 1
[14] Abdelmalek Douara,. Dkk (2014): I-V Char-acteristics Model For AlGaN/GaN HEMTs Using Tcad-Silvaco, Journal of New Tech-nology and Materials, Vol. 04, No.02 19-24
[15] Abbasian, Sadegh., (2015): Radio Fre-quency Switch-mode Power Amplifers and Synchronous Rectifers for Wireless Applica-tions, Doctor of Philosophy, University of British Columbia.
[16] Abdelaziz M. A. Abdelbar., Ayman M. El-Tager (2018): Nonlinear Modelling of RF GaN Devices and Utilization in RF Power Amplifiers for 4G Applications
[17] Dhanyal, Hamid Raza,. Dkk (2018): De-sign and Development of 45 Watt GaN HEMT Power Amplifier with High Speed Gate Switching for Pulse Radar Application.
[18] K. Husna Hamza, D. Nirmal. (2019): A re-view of GaN HEMT broadband power am-pliﬁers
[19] Kamper, Michael : Differential Switched Mode RF Power Ampliﬁers, 11-40.
[20] O. Jardel., dkk : A new nonlinear HEMT model for AlGaN/GaN switch applications.