Analysis of the Microwave Amplifier Ultra-wideband Characteristics with Feedback Amplifier Module

궤환증폭모듈을 이용한 마이크로파 증폭기의 초광대역특성 분석

In this paper, we analyze a Microwave Amplifier Ultra-Wideband charateristic to apply Multi-Giga b/s optical receiver preamplifier in high speed optical communication system. To obtain frequency expanding effect. we analyze the frequency gain degradation effects of capacitances in the GaAs MESFET small-signal equivalent circuit and design Feedback amplifier Module(FAM) which has inductor peaking elements to compensate its effects and to expand frequency band. We derive optimum inductor peaking values in order to get flat gain in frequency band. The input and the output impedances of FAM are matched by Real Frequency Method and we design one and two stage ultra wideband microwave amplifier. With simulation results, it show $6.36\sim6.86dB$ and $9.1\sim10.3dB$ gains and execllent gain flatness in $0.5\sim12GHz$ respectively.

본 논문에서는 Multi-Gbps급 고속 광통신시스템용 광수신 전치증폭기에 이용하고자 마이크로파증폭기의 초광대역 특성에 대하여 분석하였다. 증폭기의 동작주파수를 확장시키기 위하여 증폭기의 설계과정에서 GaAs MESFET 등가회로의 캐패시턴스에 의한 이득저하 관계를 수식적으로 분석하고 이들 저하의 보상과 균일이득 및 주파수확장효과를 갖도록 최적화된 인덕터 피킹회로를 포함한 궤환중폭모듈(FAM)을 설계하였다. 설계된 궤환증폭모듈의 입력 및 출력임피던스를 구하여 실주파수법으로 초광대역 임피던스정합을 시켰으며 분석한 결과, $0.5\sim12.0GHz$에서 1단증폭기의 경우 $6.36\sim6.68dB$, 2단 증폭기의 경우 $9.1\sim10.3dB$로 우수한 균일이득 특성을 나타내는 초광역대의 증폭기를 설계할 수 있었다.