I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   3 J u n e   201 8 ,   p p .   1647 ~ 1 6 5 3   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 8 i 3 . p p 1 6 4 7 - 1653     1647       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   A Nov el Desig n o f   a   M icro strip Mic ro w a v e P o w er Am pli fier fo D CS   A pplica tion  u sing  Collector - F eedba c k  Bia s       A m ine   Ra cha kh 1 L a rbi E Abdella o ui 2 ,   J a m a Z bito u 3 ,   Ah m ed  E rr k i k 4 ,   Ab dela li   T a j m o ua t i 5 M o ha m ed  L a t ra ch 6   1, 2, 3, 4 , 5 L M EE T   L a b o ra to ry   F S T   o S e tt a Ha ss a n 1 st Un iv e rsity ,   M o ro c c o   6 M icro w a v e   G ro u p   ES EO   A n g e rs   F ra n c e       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   1 8 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma y   1 1 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ma y   1 8 ,   2 0 1 8     T h is  p a p e p re se n ts  a   1 . 8 0 G Hz   c las s - A   M icro wa v e   p o we a m p li f ier  (P A ).   T h e   p ro p o se d   p o w e a m p li f ier  i d e sig n e d   w it h   sin g le - sta g e   a r c h it e c tu re .   T h is  p o w e a m p li f ier  c o n sists   o f   a   b ip o lar  tran sisto a n d   im p ro v e d   b y   Co ll e c to r - F e e d b a c k   Bias in g   f e d   w it h   a   sin g l e   p o w e su p p ly .   T h e   a im   o f   th is   w o rk   is  to   i m p ro v e   th e   p e rf o rm a n c e   o f   th is  a m p li f ier  b y   u sin g   sim p le  stu b w it h   5 0   m icro strip   tran sm issio n li n e s.  T h e   p ro p o se d   P A   is  in v e stig a t e d   a n d   o p ti m ize d   b y   u ti li z in g   A d v a n c e d   De sig n   S y ste m   ( A DS)  so f tw a r e .   T h e   sim u la ti o n   re su lt sh o w   th a th e   a m p li f ier   a c h iev e a   h ig h   p o we g a in   o 1 3 d B ,   o u t p u t   p o w e rise   u p   to   2 1 d Bm   a n d   g o o d   im p e d a n c e m a t c h in g   ;F o r   th e   in p u re f lec ti o n   c o e ff icie n (S 1 1 is  b e lo w   th a n   -   4 6 . 3 9 d B.   Re g a rd in g   th e   o u t p u re f lec ti o n   c o e ff icie n (S 2 2 is  b e lo w   th a n   - 2 9 . 8 9 8 d B,   w it h   a n   o v e ra ll   siz e   o f   a b o u 9 3   x   5 9 m m ² .   B y   t h e   e n d w e   f in d   th a th is  p o w e a m p li f ie r   o f fe rs an   e x c e ll e n p e rf o rm a n c e   fo DCS  a p p li c a ti o n s.   K ey w o r d :   A d v an ce d   d esi g n   s y s te m   B ip o lar   j u n ctio n   tr an s is to r s     Ma tch i n g   n et w o r k   ( MN )   Mic r o s tr ip tech n o lo g y   P o w er   a m p l if ier   ( P A )   Co p y rig h ©   2 0 1 In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Am i n e   R ac h a k h ,   Facu lt y   o f   Sc ien ce s   an d   T ec h n iq u es,    Un i v er s it y   Has s an   1 s t,   Un i v er s it y   C o m p lex   C asab la n ca   r o ad ,   Km   3 . 5 ,   B . P : 5 7 7   Settat,  Mo r o cc o .     E m ail:  r ac h a k h . a m in e1 @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   B iC MO S,  Ga As  ( Galli u m   A r s en id e)   an d   C MO ar s o m e   o f   th d o m i n a n tec h n o lo g ie s   u s ed   f o r   r ad io   f r eq u en c y   an d   m icr o w a v cir cu it s .   T h ese  tech n o lo g ies  s u g g e s ex ce lle n q u alit y   o f   m o n o lit h ic   ca p ac ito r s   an d   in d u cto r s ,   lo w er   s u b s tr ate  lo s s   an d   h ig h er   b r ea k d o w n   v o lta g co m p ar ed   w it h   s i lico n   b ip o lar   tech n o lo g y .   Nev er t h eles s ,   t h e y   ar m o r e x p en s iv e.   T h e   r ea lizatio n   o f   r ad io   f r eq u e n c y   an d   M icr o w a v cir cu its   u s in g   s ilico n   b ip o lar   tech n o lo g y   ca n   p r o v id g o o d   s o lu tio n ,   w h ic h   s u b s ta n tiall y   r ed u ce s   t h co s t.   Fu r t h er m o r e,   th ad v an ce   in   s ilico n   b ip o lar   tech n o lo g y   p r o ce s s   h a s   m ad it  m o r p o s s i b le  to   r ea lize  r ad io   f r eq u en c y   a n d   m icr o w a v c ir cu its   w it h   p e r f o r m a n ce   co m p ar ab le  to   th at  u s i n g   B iC MO S,   Ga A s ,   a n d   C MO S.   Mo s o f   t h b asic  b u ild i n g   b lo ck s   o f   tr an s m i tter ,   s u c h   as  S w itc h ,   O s cillato r s   a n d   Mix er s ,   h av b ee n   r ea lized   b y   s ilico n   b ip o lar   tech n o lo g y   p r o ce s s es  [ 1 ] - [ 7 ].   Ho w e v er ,   n o m u ch   w o r k   h as  b ee n   d o n o r   r ep o r ted   o n   m icr o w av e   P A   w it h   s ilico n   b ip o lar   tech n o lo g y   d u to   t h ar ea   s ize  a n d   d if f ic u lt   m atch in g   n et w o r k   i m p ed an c e   ( MN ) .   Ma tch i n g   i m p ed a n ce s   o f   th e   P A   b ec o m es  o n o f   t h cr u cial  p ar a m eter s   to   b o p tim ized   f o r   eli m i n ate  r e f lectio n   w av e   th a t   r esu lt s   i n   d ec r ea s i n   e n er g y   co n s u m p tio n .   Ho w e v er ,   m a tch i n g   i m p ed an ce s   o f   th e   P is   d e g r ad ed   b y   g r o w in g   o u tp u t   p o w er .   Ma tc h in g   i m p ed a n ce   a n d   o u tp u t   p o w er   ar t h m ai n   co n s id er atio n s   w h e n   a   clas s   o f   P A   is   to   b ch o s e n .   Di f f er e n ap p licatio n s   w il r es u lt  i n   d if f er e n c h o ices  o f   P A s .   T h er ef o r e,   it h as to   u n d e r s tan d   th s p ec if icat io n s   o f   th e   P A   in   ad v a n ce .   T h P A   ar k e y   ele m e n o f   tr a n s ce i v er   co m p ar ed   w ith   o th er   b u ild in g   b lo c k s   in   f u l l   telec o m m u n icatio n   s y s te m .   A d d   to   th at,   it  is   t h m ai n   ele m e n r e m ai n s   r esp o n s ib le   in   ter m s   o f   p o w er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec   &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n e   201 8   :   1 6 4 7     1653   1648   co n s u m p tio n   o f   th all  tr a n s ce i v er   s y s te m .   Ma n y   cir cu it  ar ch itec tu r es  co m m o n l y   w it h   th d i f f er e n t   tech n o lo g ies  u s ed   f o r   to   d esi g n   t h p o w er   a m p li f ier s   h a v b ee n   p r o p o s ed   in   liter at u r [ 8 ] - [ 17 ] .   E ac h   o f   th e m   p r esen ts   m icr o w a v p o w er   a m p li f ier   w ith   B i C MO S,  Ga As   an d   C MO S to p o lo g ies.   T h is   p ap er   p r esen ts ,   n o v el  d esig n   o f   m icr o s tr ip   m ic r o w av p o w er   a m p li f ier   is   tar g et  f o r   ap p licatio n s   DC S   at  1 . 8 0 GHz .   T h is   p o w er   a m p li f ier   co n s is t s   o f   s ilico n   b ip o lar   tech n o lo g y   a n d   it  i s   i m p r o v ed   b y   C o lle cto r - Feed b ac k   B ias  co n f i g u r atio n   w i th   s in g le  p o w er   s u p p l y   to   ac h iev g o o d   p er f o r m a n ce s   at  d es ir ed   f r eq u en c y .   T h r esu lt   o f   th e   p ap er   is   o r g an ized   as   f o llo w s :   Sectio n   2   p r ese n ts   t h b iasi n g   m e th o d s ,   t h e   s ch e m atic  o f   p r o p o s ed   P A   in   d etail  i s   p r esen ted   i n   S ec ti o n   3 ,   Sectio n   4   p r esen t s   t h e   s i m u lat io n   r es u lt s   in cl u d in g   d is cu s s io n   an d   last l y ,   Sectio n   5   o f f er s   t h co n cl u s io n .       2.   B I ASI N G   M E T H O DS    B iasi n g   is   n ee d ed   in   R F/Mi cr o w av p o w er   a m p lifie r   cir cu it  to   w o r k   w ith   g o o d   p er f o r m an ce ,   t h e   DC   b ias  co n d it io n   o f   th e   R F/Micr o w a v tr an s is to r s   is   u s u a ll y   estab lis h ed   i n d ep en d en tl y   o f   t h e   R F/Micr o w a v d esi g n   a n d   e ase  to   u ti lize  ar th e   p r in cip al  co n ce r n s   w h e n   c h o o s in g   a   b ias  co n f ig u r atio n   co r r ec tly .   T h er ar s ev er al  b iasi n g   tec h n iq u e s   to   f ee d   an   a m p l if ier   [ 1 8 ] .   T h ese  ar e:   a.   Fix ed   b ase  b ias   b.   C o llecto r - f ee d b ac k   b ias   c.   Du al  f ee d b ac k   b ias   d.   E m itter - b ias   e.   E m itter   f ee d b ac k   b ias   f.   Fix ed   b ias  w it h   e m itter   r esis to r   g.   Vo ltag d iv id er   b ias   Am o n g   all   B iasi n g   Me th o d s   o f   m icr o w a v P As,  t h C o lle cto r - f ee d b ac k   b ias   is   t h m o s attr ac tiv e   ca n d id ate  in   ter m s   o f   h i g h   p er f o r m an ce   a n d   cir cu it  s i m p lic it y .   T h C o llecto r - f ee d b ac k   b ias  co n f i g u r atio n   is   u s ed   to   d esi g n   t h p r o p o s ed   p o w er   a m p l if ier   at  1 . 8 0 GHz .   T y p ica ll y ,   T h is   k in d   o f   b iasi n g   ca n   o p er ate  w ith   a   s in g le  p o w er   s u p p l y   a n d   p o w e r   lo s s es s m al ler   co m p ar ed   w i t h   o th er   Me th o d s   o f   b iasi n g .   T h C o llecto r - f ee d b ac k   b ias  a s   s h o w n   i n   Fi g u r e   1.   I n   th i s   ci r cu it,  th b ase  r e s is to r   ( R B )   i s   co n n ec ted   th r o u g h   th e   co llecto r   an d   t h b ase  ter m i n als   o f   th tr an s is to r .   T h is   s i g n i f ie s   t h at  t h b ase   v o ltag e,   V B   a n d   th e   co llecto r   v o ltag e,   V C   ar in ter - d ep en d en t o w i n g   to   th f ac t th at  ( 1 ) :     B c B B V V I R                    ( 1 )       Fro m   th ese  E q u at io n s   ( 2 ) ,   ( 3 ) .   T h Q - p o in ( o p e r atin g   p o in t)   s ta y s   f ix ed   r eg ar d les s   o f   th f lu ct u atio n   in   t h lo ad   c u r r en t.  As  s ee n   f o r   th i s   t y p e   o f   b ia s i n g   n et w o r k   th at  a n   i n cr ea s e   in   I C   d ec r ea s e s   V C ,   w h ic h   r es u lt s   in   r ed u ce d   I B ,   au to m atica l l y   r ed u cin g   I C .     ( I I ) R C C B C C C VV                 ( 2 )     ( I I ) R C C C B C C VV                 ( 3 )     No te  th at :     CE C B E B VV VV   CB EC II II   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec   &   C o m p   E n g   I SS N:  2088 - 8708     A   N o ve l D esig n   o f A   Micr o s tr i p   Micr o w a ve   P o w er   A mp lifi er   fo r   DC S   A p p lica tio n   u s in g     ( A min R a ch a kh )   1649       Fig u r e   1.   C o llecto r - f ee d b ac k   b ias cir cu it       3.   CIRCU I T   D E S I G N   T h p r o p o s ed   P A   is   d es ig n e d   w it h   th C o llecto r - f ee d b ac k   b ias  a s   il lu s tr ated   i n   Fi g u r e   2 .   T h is   a m p li f ier   is   i m p r o v ed   b y   m icr o s tr ip   tr an s m is s io n   li n e s   an d   w it h   s i m p le  s t u b s   to   o b tain   g o o d   p er f o r m a n ce   i n   p o w er   g ain   w i th   g o o d   m atc h in g   i m p ed an ce s   an d   h i g h   o u t p u p o w er .   A   s el f - b iased   cir cu it  ( R c h o k e)   is   r ep lace d   b y   h ig h   i m p ed a n ce   q u ar ter   w av ele n g t h   lin ( λ /4 )   w it h   R ad ial  s tu b   co n n ec ted   in   s er ies  f o r   ac h iev e   p r o p er   is o latio n   at  d esire d   R f r eq u e n c y   a n d   C ap ac ito r s   C in   a n d   C o u at  in p u an d   o u tp u s ta g is   f o r   DC   b lo ck in g .   I n   th is   w o r k ,   A T - 4 1 4 8 6   ( Si  B J T   p o w er   tr an s i s to r )   d ie  m o d els  f r o m   NP w it h   4 - ter m in a w a s   ch o s e n   as  th e   ac ti v d ev ice  o f   t h p r o p o s ed   P A .   T h is   tr an s is to r   o f f e r s   o p er atin g   f r eq u e n cies   u p   to   1 0 GHz ,   m ax i m u m   o u tp u p o w er   o f   5 0 0 W ,   1 2 Vd b r ea k d o w n   v o lta g e.   Fo r   lo w   f r eq u e n c y   o f   o p er atio n   b el o w   t h an   1 0 GHz ,   Si   B J T   is   m o r s u itab le  d ev ice  tech n o lo g y   co m p ar ed   to   B iC MO S,  C MO o r   Ga A s   d u to   lo w er   co s f o r   m a s s   f ab r icatio n .   Fo r   th cir cu it  d esig n   an d   s i m u latio n   o n   P C   u s in g   A g i len t 's  A d v a n ce d   Desig n   S y s te m   ( A DS)   s o f t w ar e.           Fig u r 2 .   T h Sch e m atic  o f   th p r o p o s ed   m icr o w av a m p li f i er       T h is   p o w er   a m p l if ier   is   p r in ted   o n   an   FR 4   s u b s tr ate  w it h   th ick n es s   o f   1 . 6 mm ,   r elativ p er m i tti v it y   o f   4 . 4 ,   tan g e n tial  lo s s   o f   0 . 0 2 5   an d   m et allizatio n   t h ic k n ess   t=0 . 0 3 5 m m .   T h p r o p o s ed   a m p li f ier   h as  a n   o v er all  s ize  o f   ab o u 9 3 m m   ( L )   x   59 m m   ( W ) .   Fig u r e   3   s h o w s   th L a y o u f o r   th d esi g n ed   P A .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec   &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n e   201 8   :   1 6 4 7     1653   1650       Fig u r 3 .   L a y o u t o f   t h v al id ated   p o w er   a m p li f ier       4.   SI M UL AT I O R E S UL T AND  P E RF O RM ANCE AN AL YS I S   T h is   s ec tio n   p r esen t s   th s i m u lated   r esu lt s   o f   p r o p o s ed   m icr o w av p o w er   a m p lifie r   o p er atin g   a t   DC S   b an d .   I w as  i m p le m en ted   b ased   o n   A g ile n t ' s   A d v a n ce d   Desig n   S y s te m   ( A DS)   s o f t w ar e.   Fro m   th e   s i m u lat io n   S - p ar a m eter .   As  ca n   b o b s er v ed ,   th p r o p o s ed   am p li f ier   h a s   - 4 6 . 3 9 d B   in p u r e tu r n   lo s s   ( S1 1 )   an d   - 2 9 . 8 9 8 d B   o u tp u t r et u r n   lo s s   ( S2 2 )   at  1 . 8 0 GHz.   Fig u r e   4   s h o w s   t h s i m u lated   in p u t/o u tp u t r etu r n   lo s s .   W h ile,   th p o w er   g ai n   ( S2 1 )   h as  m a x i m u m   v al u o f   1 3 d B   w it h   u n i later al  tr an s m is s io n   co e f f icien ( S1 2 )   less   th a n   - 1 9 . 5 d B   in   th o p er atin g   f r eq u en c y   b an d .   T h u n ilater al  tr an s m i s s io n   ( S 1 2 )   is   im p o r tan to   q u an ti f y   i n   P A   p er f o r m a n ce   an al y s i s   as  p r ac ticall y   s o m s i g n al  tr an s m itted   b ac k   to   th i n p u f r o m   t h o u t p u ( I d ea ll y   s h o u ld   b n o   b ac k   r ef lect io n ) .   T h is   u n w an ted   r e v er s s i g n al  i n ter f er es  w i th   f u n d a m e n tal  s ig n al   f lo w i n g   in   f o r w ar d   d ir ec tio n   f r o m   i n p u to   th e   o u tp u t.  I n   o u r   p r o p o s ed   a m p lif ier   d es ig n ,   t h e   in p u t/o u tp u m atc h in g   s ta g d o es   n o t   ea s il y   allo w   s i g n als   t o   p r o p ag ate  f r o m   th o u tp u t o   t h in p u t.  Fi g u r e   5   s h o w s   th s m all - s ig n al  g ai n   ( S2 1 )   an d   th u n ilater al   tr an s m is s io n   ( S1 2 ) .           Fig u r 4 .   S1 1   &   S2 2   v er s u s   f r eq u en c y   o f   p o w er   a m p li f ier       Fig u r 5 .   S2 1   &   S1 2   v er s u s   f r eq u en c y   o f   t h p r o p o s ed   p o w er   a m p li f ier       Stab ilit y   tes i s   v er y   i m p o r tan in   R F/Micr o w av e   p o w er   a m p lif ier   a n al y s i s   as   cir cu i m i g h o s ci llate   b ec au s o f   v o lta g v ar iat io n s   at  u n e x p ec ted l y   lo w   o r   h ig h   f r eq u en cies.  Sp ec iall y ,   w h e n   t h er is   f ee d b ac k   p ath   f r o m   o u tp u t   to   i n p u t,  t h cir cu it  m i g h b ec o m e   u n s tab le  f o r   ce r tai n   co m b i n atio n s   o f   s o u r ce   ( Z S )   a n d   lo ad   i m p ed an ce s   ( Z L ) .   A cc o r d in g   t o   R o lett  C r iter ia  as  e x p r ess ed   b y   E q u atio n s   ( 4 )   an d   ( 5 )   w h er e   1   a n d   B 1   0   [ 1 8 ] - [ 2 0 ].   T h cir cu it  i s   u n co n d itio n all y   s tab le.   T o   en s u r s tab ilit y   o v er   w id r a n g o f   f r eq u en c ies,  t h e   s tab ilit y   w as  te s ted   f r o m   1 . 5 0 GHz   u p   to   2 GHz .   Fi g u r e   6   an d   Fig u r 7   s h o w s   Stab ilit y   Fa cto r   ( K)   is   1 . 3 3   an d   Stab ilit y   m ea s u r ( B 1 )   is   0 . 7 9 5   T h er ef o r e,   it  ca n   b e   s aid   th at  am p li f ier   is   v er y   m u ch   s tab le  ar o u n d   1 . 8 0 GHz  f r e q u en c y   r an g e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec   &   C o m p   E n g   I SS N:  2088 - 8708     A   N o ve l D esig n   o f A   Micr o s tr i p   Micr o w a ve   P o w er   A mp lifi er   fo r   DC S   A p p lica tio n   u s in g     ( A min R a ch a kh )   1651   1 1 2 2 1 2 2 1 1 | S | ² | S | ² | | ² 1 2 | S S | k              ( 4 )     1 1 1 2 2 1 | S | ² | S | ² | | ² 0 B             ( 5 )     1 1 2 2 1 2 2 1 | | | S S S S |               ( 6 )     W h er e       k   is   t h R o lett  f ac to r   B 1   is   th Stab ilit y   m ea s u r           Fig u r 6 .   Stab ilit y   f ac to r   v er s u s   f r eq u e n c y   ch ar ac ter is tic s       Fig u r 7 .   Stab ilit y   m ea s u r v e r s u s   f r eq u e n c y   ch ar ac ter is tic s       Am o n g   all  p ar a m eter s   in d icat ed   a b o v as st ab ilit y ,   p o w er   g ain .     Ou tp u p o w er   i s   v er y   i m p o r ta n p ar a m eter   f o r   d esig n   t h m icr o w av p o w er   a m p l if ier ,   g e n er all y   to   ca lcu late   th e   o u tp u p o w er ,   t h f u n d a m en tal   co m p o n en t s   o f   t h lo ad   c u r r en t   an d   lo ad   v o ltag e   ar ta k i n   co n s id er atio n .   P o u t c an   b ex p r ess ed   b y   E q u atio n   ( 7 )   [ 1 8 ]   an d   [ 1 9 ]:     0 * | 1 ( V * i ) 2 o u t o u t o u t f f P r e a l               ( 7 )       As  d ep icted   i n   F ig u r b elo w ,   t h is   s t u d y   w as   co n d u c ted   f o r   D C S   ap p licatio n s   at  1 . 8 0 GHz .   Fo r   p o w er   in p u r an g f r o m   - 3 0   to   3 0 d B m ,   th p o w er   a m p li f ier   ex h ib it s   s atu r ated   o u tp u p o w er   o f   2 1 d B m   an d   P1 d o f   1 9 d B m .   Fi g u r 8   s h o w   o u tp u t p o w er   v er s u s   in p u t p o w er   f o r   1 . 8 0 GHz.           Fig u r 8 .   Ou tp u t p o w er   v er s u s   in p u t p o w er   f o r 1 . 8 0 GHz   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec   &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n e   201 8   :   1 6 4 7     1653   1652   Mo s t o f   th r ep o r ted   d esig n   u s ed   d if f er e n t to p o lo g ies   an d   p r esen ted   t h r es u lt s   at   d if f er en t   f r eq u en c y   b an d   d ep en d in g   o n   in ten d ed   ap p licatio n s .   A   co m p ar i s o n   b et w ee n   t h r ec en tl y   p u b lis h ed   w o r k s   o n   s tate - of - th e - ar o f   m icr o w a v a m p li f ie r s   an d   th o n e   p r o p o s ed   h er is   m ad e.   T ab le  1   s u m m ar ize s   th p er f o r m a n ce   o f   th p r esen ted   P A   i n   co m p ar is o n   w it h   o th er   r ep o r ted   P A s .   I ca n   b o b s er v ed   th at  t h p r o p o s ed   P A   h as   h i g h l y   P o w er   Gai n   an d   g o o d   R ef lect io n   co ef f ic ien t s   at  th o p er atin g   f r eq u en c y   b an d   th a n   o th er   am p li f ier s ,   w h ic h   v er if ie s   t h r esu l ts   ex h ib it e x c ellen t p er f o r m a n ce   o f   o u r   d esi g n   ap p r o ac h   co m p ar ed   to   th r ep o r ted   w o r k s .       T ab le  1 .   P er f o r m a n ce   C o m p ar is o n   w it h   R ec e n t P o w er   Am p l if ier s   P a r a me t e r   [ 2 1 ]   [ 2 2 ]   T h e   P r o p o se d   PA   P r o c e ss   G a A s   P H EM T   0 . 2 5 µ C M O S   B JT s   F r e q u e n c y   ( G H z )   2 . 4 5   1 . 6 5 - 2   1 . 8 0   P o w e r   G a i n   ( d B )   7 . 5 1   5 . 1   ±   0 : 5   13   I n p u t   R e t u r n   L o ss   - 7 . 4 9 7   - 14   - 4 6 . 3 9   o u t p u t   R e t u r n   L o ss   - 1 0 . 9 5 0   - 19   - 2 9 . 8 9   P 1 d B   ( d B m)   1 4 . 0 1   1 8 : 5   19       5.   CO NCLU SI O N   I n   co n clu s io n ,   t h d esig n   an d   an al y s is   o f   m icr o w av p o w e r   am p li f ier   w it h   tech n o lo g y   Mic r o s tr ip   h as  b ee n   p r esen ted .   T h s i m u l atio n   r esu lt s   s h o w   t h at  t h p r o p o s ed   am p li f ier   o f f er s   an   ex c ellen p er f o r m a n ce   f o r   DC S   ap p licatio n s   at  1 . 8 0 GHz .   T h p r o p o s ed   d es ig n   e x h ib its   p o w er   g ai n   o f   1 3 d B   w it h   r e v e r s is o lat io n   less   t h a n - 1 9 d B   u n d er   1 0 s u p p l y .   T h p r o p o s ed   p o w er   a m p li f ier   h a s   s u cc e s s f u ll y   ac h i ev ed   an d   i m p r o v ed   w it h   g o o d   p er f o r m an ce   in   t er m s   o f   s ta b ili t y   a n d   m atc h in g   i m p ed a n ce . T h is   a m p l if ier   it  is   ca p ab le  o f   d eliv er in g   o u tp u t p o w er   u p   to   2 1 d B m .       ACK NO WL E D G E M E NT S   I n   th is   o cc asio n ,   au t h o r   w o u l d   lik to   th an k Mr .   Mo h a m ed   L atr ac h   P r o f ess o r   in   E SEO,   e n g i n ee r i n g   in s t itu te  in   An g er s ,   Fra n ce ,   f o r   allo w i n g   u s   to   u s elec tr o m a g n etic  s o l v er s   av a ilab le  in   h is   l ab o r ato r y.       RE F E R E NC E S   [1 ]   C. S .   T sa e a l .,  A   V HF   Os c il lato De sig n   Ba se d   o n   BJT   A c ti v e   L o a d   Dif f e r e n ti a Am p li f ier ,   IEE Co n fer e n c e   o n   E lec tro n   De v ice s a n d   S o li d - S t a te Ci rc u it s ,   p p .   9 1 7 - 9 2 0 ,   T a in a n ,   2 0 0 7 .   [2 ]   G .   Ko m a n a p ll i,   N.  P a n d e y ,   R. P a n d e y ,   N e w   R e a li z a ti o n   o f   Qu a d ra tu re   Os c il lato u sin g   OT R A ,    In ter n a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g   ( IJ ECE )   ,   v o l.   7 ,   n o .   4 ,   A u g u st 2 0 1 7 ,   p p .   1 8 1 5 - 1 8 2 3 .   [3 ]   S . T .   L i m   a n d   J.R.   L o n g ,   A   L o w - V o lt a g e   Bro a d b a n d   F e e d f o rw a rd - L in e a rize d   BJ T   M ix e r I EE J o u rn a l   o S o l id - S ta te Ci rc u it s ,   v o l.   4 1 ,   n o .   9 ,   p p .   2 1 7 7 - 2 1 8 7 ,   S e p t.   2 0 0 6 .   [4 ]   M . J.  De e n ,   D.S .   M a l h i,   Z . X.  Ya n   a n d   R. A .   Ha d a w a y ,   A   Ne w   M ix e Circu it   Us in g   G a te - Co n tro ll e d   L P N P   BJT Circ u it a n d   S y ste ms ,   1 9 9 5 .   I S CAS   '9 5 . IEE I n ter n a ti o n a l   S y mp o si u o n ,   S e a tt le ,   W A ,   1 9 9 5 ,   v o l.   3 ,     p p .   1 9 6 8 - 1 9 7 1 .   [5 ]   A.   N a sri,   H.  Zairi,   A .   G h a rsa ll a h ,   A   Co m p a c S I W   M ix e f o M il li m e ter - W a v e   A p p li c a ti o n s ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ),   v o l.   4 ,   n o .   6 ,   De c e m b e 2 0 1 4 ,   p p .   9 0 2 - 9 0 8 .   [6 ]   Na m - Jin   Oh ,   A   S in g le - S tag e   Lo w - P o w e Do u b le - Ba lan c e d   M ix e M e rg e d   w it h   L N A   a n d   V CO ,   In ter n a t io n a l   J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ),   v o l.   7 ,   n o .   1 ,   F e b ru a ry   2 0 1 7 ,   p p .   1 5 2 - 1 5 9 .   [7 ]   A . P .   A rrib a a n d   M .   Krish n a m u rth y ,   S iC  BJ T   P ro p o rti o n a l   Ba se   Driv e W it h   Co ll e c t or - Em it ter  V o lt a g e   M e a su re m e n a nd  a   S w it c h in g   Re g u lato r IEE T ra n sp o rta ti o n   El e c trif ica ti o n   Co n fer e n c e   a n d   Exp o   ( IT EC),     p p .   1 - 6 ,   De a rb o r n ,   M I,   2 0 1 6 .   [8 ]   C.   Zh a o ,   H.  L iu ,   Y.  W u   a n d   K.  K a n g ,   A n a l y sis  a n d   De si g n   o f   C M OS  Do h e rty   P o w e Am p li f ier  Ba se d   o n   Vo lt a g e   Co m b in in g   M e th o d in   I EE Ac c e ss ,   v o l.   5 ,   n o .   ,   p p .   5 0 0 1 - 5 0 1 2 ,   2 0 1 7 .   [9 ]   J.  Ko   e a l .,  2 . 5   h ig h - e ff icie n c y   m u lt ib a n d   Clas s - F   p o w e a m p li f ier   in   0 . 1 5 3 µm   b u lk   CM OS  f o W CDM A / L T E   a p p li c a ti o n s IEE I n ter n a t io n a S o li d - S ta te  Circ u it C o n fer e n c e   ( IS S CC),   p p .   4 0 - 4 1 ,   S a n   F ra n c i sc o ,   CA ,   US A ,   2 0 1 7 .   [1 0 ]   K. B.   M a ji ,   R.   Ka r,   D.  M a n d a a n d   S . P .   G h o sh a l,   Op ti m a De si g n   Of   L o w   P o w e T h re e - S ta g e   CM OS  O p e ra ti o n a l   Am p li f ier  Us in g   S i m p lex - P S A l g o rit h m ,   IEE Reg io n   1 0   C o n fer e n c e   ( T ENCON),   p p .   1 3 8 - 141 ,   S in g a p o re 2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec   &   C o m p   E n g   I SS N:  2088 - 8708     A   N o ve l D esig n   o f A   Micr o s tr i p   Micr o w a ve   P o w er   A mp lifi er   fo r   DC S   A p p lica tio n   u s in g     ( A min R a ch a kh )   1653   [1 1 ]   G. R.   Ba sa w a p a tn a ,   " De sig n   a n d   P e rf o rm a n c e   o a   2   to   1 8   G H z   M e d iu m   P o w e G a As   M e s f e Am p li f ier 8 th   Eu ro p e a n   M icr o w a v e   Co n fer e n c e ,   p p .   4 5 8 - 4 6 2 ,   P a ris,   F ra n c e ,   1 9 7 8 .   [1 2 ]   K.  Ya m a m o to ,   M .   Hir o b e ,   K.  Iy o m a s a ,   M .   M iy a sh it a ,   S .   S u z u k a n d   H.  S e k i,   A   Re c e iv e - Ba n d - No ise   Esti m a ti o n   M e th o d   a n d   Its  A p p li c a ti o n   to   a   W C DM A   Ba n d   1 1 /2 1   G a As - BiF ET   M M IC  P o w e Am p li f ier   M o d u le IEE E   T ra n sa c ti o n o n   M icr o wa v e   T h e o ry   a n d   T e c h n i q u e s,   v o l.   6 4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 2 4 4 - 3 2 5 4 ,   Oc t.   2 0 1 6 .   [1 3 ]   M .   L i,   C.   Bil d l,   B.   S c h leic h e r,   T .   P u rto v a ,   S .   W e ig a n d   a n d   A .   L in k ,   A   c o - d e sig n e d   Ba n d   1 - Ba n d   3   c a rrier   a g g r e g a ti o n   p o w e a m p li f ier  q u a d p lex e in   Ga A s - HB T   a n d   BAW   te c h n o lo g ies " ,   IEE M T T - S   In ter n a t io n a l   M icr o wa v e   S y mp o siu m ( IM S ,   C A ,   p p .   1 - 3 ,   S a n   F ra n c isc o ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   Hu X u ,   M im L i,   Yif a n g   X ie  a n d   Yo n g h u Hu a n g ,   De sig n   o f   X - b a n d   G a A P o w e A m p li f i e r IEE 6 th   In ter n a t io n a l   S y mp o siu o n   M icr o wa v e ,   An te n n a ,   Pro p a g a ti o n ,   a n d   EM T e c h n o lo g ies   ( M AP E),   p p .   5 2 1 - 5 2 4 ,   S h a n g h a i,   2 0 1 5 .   [1 5 ]   C.   Ch e n ,   X .   X u ,   X .   Ya n g ,   T .   S u g iu ra   a n d   T .   Yo sh im a su ,   A   2 0 3 0   G H z   Hig h   E ff icie n c y   P o w e Am p li f ier  IC  W it h   A n   A d a p ti v e   Bias   Circu it   in   1 3 0 - n m   S i G e   BiCM OS IEE 1 7 th   T o p ica M e e ti n g   o n   S il ico n   M o n o li th ic  In teg ra ted   Circ u it s in   RF   S y ste ms   ( S iR F) , p p .   8 8 - 9 0 ,   P h o e n ix ,   A Z,   USA ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   R .   W u ,   Y.  L i,   J.  L o p e z   a n d   D.Y. C.   L ie,  A   h ig h l y   e ff icie n wa tt - lev e S iGe   BiCM OS  p o w e a m p li f ier  w it h   e n v e lo p e   trac k in g   f o LT a p p li c a ti o n s ,   IEE Bi p o l a r/Bi CM OS   Circ u it a n d   T e c h n o l o g y   M e e ti n g   ( BCT M ),     p p .   1 - 4 ,   P o rtl a n d ,   OR,   2 0 1 2 .   [1 7 ]   Y .   L i,   R.   W u ,   J.  L o p e z   a n d   D.Y. C.   L ie,  h ig h l y - ef f icie n BiCM OS  c a sc o d e   Clas s - P o w e Am p l if ier  U sin g   b o th   En v e lo p e - T ra c k in g   a n d   T ra n sisto Re siz in g   f o L T E - li k e   A p p li c a ti o n s IEE Bi p o la r/Bi CM O S   Circ u it s   a n d   T e c h n o l o g y   M e e ti n g ,   p p .   1 4 2 - 1 4 5   , A tl a n ta,  GA ,   2 0 1 1 .   [1 8 ]   Da v id   M .    P o z a r,   M icro w a v e   En g in e e rin g ,   S e c o n d   E d it i o n ,   Un i v e rsit y   o f   M a ss a c h u se tt a Am h e rst,   Jo h n   W iely   &   S o n s,  In c . ,   1 9 9 8 .   [1 9 ]   M .   S tee r,   M icr o w a v e   a n d   RF   De sig n A   S y ste m A p p ro a c h ,   S c iT e c h ,   Ra leig h ,   N.C,   2 0 1 0 .   [2 0 ]   E. L .   T a n ,   A   Qu a si - In v a rian S in g le - P a ra m e ter  Cri terio n   F o L in e a Tw o - P o r Un c o n d it io n a S tab il it y IEE M icr o wa v e   a n d   W ire les s Co mp o n e n ts  L e tt e rs ,   v o l.   1 4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   4 8 7 - 4 8 9 ,   Oc t.   2 0 0 4 .   [2 1 ]   A .   Ra s m i,   A .   M a rz u k i,   M . R. C.   Ro se ,   I. M .   A z m a n d   A . I. A .   Ra h im ,   A   2 . 4   G Hz   p a c k a g e d   p o w e r   a m p li f ier  u sin g   G a As   P HEM T   tec h n o lo g y IE EE   Reg io n a S y mp o si u o n   M i c ro   a n d   Na n o   E lec tro n ics ,   p p .   1 4 8 - 1 5 1 ,   Ko ta   Kin a b a lu ,   2 0 1 1 .   [2 2 ]   H.  A n ik tar,  H.  S jo lan d ,   J.H.  M i k k e ls e n   a n d   T .   Lars e n ,   A   c las s - A 1 . 6 5 G Hz - 2 G Hz   b ro a d b a n d   CM OS  m e d iu m   p o w e a m p li f ier ,   p p .   2 6 9 - 2 7 2 ,   N ORCH IP ,   2 0 0 5 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O R S       A m i n e   R a c h a k h   wa b o rn   in   Yo u ss o u f ia,  M o ro c c o ,   in   Ju n e   1 9 9 0 .   He   re c e iv e d   th e   M a ste r' d e g re e   in   M icr o e lec tro n ics   a n d   Em b e d d e d   S y ste m f ro m   th e   F a c u lt y   o f   S c ien c e   Dh a El   M a h re z ,   Un iv e rsity   S id i   M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h ,   F e s,  M o r o c c o ,   i n   2 0 1 4 .   He   is  c u r re n tl y   p re p a re d   a   P h . D.  d e g re e   i n   RF /M icro w a v e   a n d   El e c tro n ics   a F a c u lt y   o f   S c ien c e a n d   T e c h n iq u e s,  Un iv e rsity   Ha ss a n   1 st,  S e tt a t ,   M o ro c c o ,   si n c e   2 0 1 5 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   t h e   stu d y ,   d e sig n   a n d   re a li z a ti o n   o f   m icro w a v e   p o w e a m p li f iers .         La r b El  A b d e ll a o u i   w a b o rn   in   T i f let,   M o ro c c o ,   in   1 9 6 1 .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   e lec tro n ics   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   M e tz,  in 1 9 9 4 ,   F ra n c e .   He   is  c u rre n tl y   a n   a ss o c iate   P ro f e ss o o f   El e c tro n ics   in   F a c u lt y   o f   sc ien c e a n d   tec h n iq u e s,  Un iv e rsity   H a ss a n   1 st,  S e tt a t,   M o r o c c o .   He   i in v o lv e d   in   th e   d e sig n   o f   h y b rid ,   m o n o li th ic ac ti v e   a n d p a ss iv e   m ic ro w a v e   e lec tro n ic circ u it s.         J a m a Zb ito u   w a b o rn   in   F e s,  M o ro c c o ,   in   J u n e   1 9 7 6 .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   e lec tro n i c f ro m   P o ly tec h   o f   Na n tes ,   th e   Un iv e rsity   o f   Na n tes ,   Na n tes ,   F ra n c e ,   in   2 0 0 5 .   He   is   c u rre n tl y   a n   a ss o c iate   P ro f e ss o o f   El e c tro n ics   in   F S T   Un iv e rsity   H a ss a n   1 st,  S e tt a t,   M o r o c c o .   He   is  in v o lv e d   i n   th e   d e sig n   o f   h y b rid ,   m o n o li t h ic ac ti v e   a n d   p a ss iv e   m i c ro wa v e   e le c tro n ic circ u it s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.