목차
1. 서문
2. 이득 (Gain)
3. 잡음지수(NF : Noise Figure) 

4. 비선형 특성

입력신호전력이 작은 영역(소신호 영역)에서는, 증폭기의 출력전력은 입력전력에 기울기 1로 정비례하여 늘어나게 됩니다. (이런 것을 선형적 - linear하다고 하죠) 입력전력과 출력전력의 비율이 그대로 전력이득 G 가 됩니다.

그런데, 입력 전력을 점점 더 크게 하다보면 비선형(Nonlinear)특성이 나타나기 시작합니다. 그래서 선형 영역에서의 이득값만큼의 뻥튀기된 출력 전력이 나오지 않게 됩니다. 단지 출력전력만 예상보다 줄어드는 상황이라면 (즉 이득이 점점 작아지는) 별 문제가 없을런지도 모릅니다. 하지만 이러한 비선형 동작으로 인해 증폭된 출력신호에 왜곡이 나타난다는 치명적인 문제가 발생하기 시작합니다.

선형 영역의 이득보다 이득이 1dB 떨어지는 지점의 출력전력 레벨을 P1dB (1dB Compression point)라고 부릅니다 P1dB를 넘어가면 이득이 급속히 떨어져서, 급기야 출력전력이 더 이상 늘지 않는 포화상태에 도달합니다. 결국 이득이 떨어진다는 의미는, 입력은 계속 증가하는데 출력이 그만큼 증가하지 못한다는 의미가 됩니다.

◇ Intermodulation(IM) ◇

증폭기의 비선형 동작의 정도를 측정하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 간단하게 관찰할 수 있는 것이 바로 위에서 설명한 P1dB입니다. 그 다음으로 중요하게 간주되는 측정값으로 일정한 주파수 간격으로 떨어진 두 개의 신호(사용하는 주파수 대역범위 내의 것으로)를 입력하는 방법입니다.

주파수 f1, f2의 2개의 신호를 증폭기에 입력하면 그 출력에는 증폭된 두신호 이외에, 상호변조에 의해 발생되는 m*f1 + n*f2 의 작은 새끼 신호가 발생합니다. 여기서 m+n을 상호변조(Intermodulation : IM)의 차수라고 부릅니다. <그림 6-4>에 상호변조에 의해 발생한 스펙트럼의 개요를 나타내었습니다.

<그림 6－4>   상호변조

<그림 6-5>에는 증폭기의 입출력 특성의 예를 나타내었습니다. (이득이 10dB인 경우)

<그림 6－5>   증폭기의 비선형 입출력 특성

◇ IP3 ◇

입력 전력이 점점 커지면 출력의 왜곡도 심해지면서, 상호변조 성분중에서도 특히 3차항이 두드러지게 커지게 됩니다. 이러한 상호변조에 의한 왜곡의 정도를, <그림 6-5>에 나타낸 것처럼 3rd Order Intercept Point (IP3)로 표현하는 경우가 많습니다. 이러한 IP3는 P1dB보다 대략 10~12 dB 큰 값을 가지게 됩니다.

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