Abstract
A 2-stage 1 watt MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuits) HPA(High Power Amplifiers) at 20 GHz band has been designed and fabricated. The $0.15\mu\textrm{m}$ with the width of $400\mu\textrm{m}$for single device pHEMT technology was used for the fabrication of this MMIC HPA. Due to the series feedback technique from source to ground, bias circuits and stabilization circuits on the main microstrip line, the stability factors(Ks) are more than one at full frequency. The independent operation for each stage and excellent S11, S22 less than -20 dB have been obtained by using lange couplers. For beginning the easy design, linear S-parameters have been extracted from the nonlinear equivalent circuit in foundry library, and equivalent circuits of devices at in/output ports were calculated from this S-parameters. The measured performances, which are in well agreement with the predicted ones, showed the MMIC HPA in this paper has the minimum 15 dB of linear gain, -20 dB of reflection coefficients and 31 dBm of output power over 17~25 GHz.
20 GHz대 2단 1 watt 고출력증폭기가 MMIC 기술로 설계, 제작되었다. $0.15\mu\textrm{m}$ 게이트를 구현하는 pHEMT 기술이 MMIC 고출력증폭기 제작에 사용되었는데, 단일 pHEMT 소자는 크기는 $400\mu\textrm{m}$이며 출력단 소자의 합 은 3200 m이다. HEMT 소자의 소오스에 연결한 궤환 회로와 바이어스 회로, 그리고 선로상의 안정화 회로를 이 용하여 전대역에서 안정하게 동작하도록 설계하였다. 래인지 결합기로 각 단을 분리하여 독립적으로 설계하였으 며, 이로 인하여 우수한 입출력 반사계수를 얻었다. 설계를 간단하게 시작하기 위하여 파운더리 라이브러리에서 제공된 비선형 등가회로로부터 선형 s-파라미터를 구하고, 이로부터 입출력측 등가회로를 추출하여 초기 설계 에 이용하였다. 제작된 1 watt MMIC 고출력증폭기는 17-25GHz 대역에서 15 dB 이상의 선형이득. -20dB 이 하의 반사계수. 그리고 31 dBm의 출력전력 특성을 나타내었는데. 설계시 예측된 성능과 매우 잘 일치한다.
