Abstract
In this paper, millimeter-wave monolithic integrated circuit(MIMIC) low noise amplifier(LNA) for V-band, which is applicable to 60 GHz wireless local area network(WLAN), was fabricated using the high performance 0.1 ${\mu}{\textrm}{m}$ $\Gamma$-gate pseudomorphic high electron mobility transistor(PHEMT). The DC characteristics of PHEMT are drain saturation current density(Idss) of 450 mA/mm and maximum transconductance(gm, max) of 363.6 mS/mm. The RF characteristics were obtained the current gain cut-off frequency(fT) of 113 GHz and the maximum oscillation frequency(fmax) of 180 GHz. V-band MIMIC LNA was designed using active and passive device library, which is composed of 0.1 ${\mu}{\textrm}{m}$ $\Gamma$-gate PHEMT and coplanar waveguide(CPW) technology. The designed V-band MIMIC LNA was fabricated using integrated unit processes of active and passive device. The measured results of V-band MIMIC LNA are shown S21 gain of 21.3 dB, S11 of -10.6 dB at 60 GHz and S22 of -29.7 dB at 62.5 GHz. The measured result of V-band MIMIC LNA was shown noise figure (NF) of 4.23 dB at 60 GHz.
본 논문에서는 60 GHz 무선 LAN(wireless local area network) 응용을 위해 0.1 ㎛ Γ-gate pseudomorphic high electron mobility transistor(PHEMT)를 이용하여 V-band용 millimeter-wave monolithic integrated circuit(MIMIC) 저잡음 증폭기를 설계 및 제작하였다. 본 연구에서 개발한 PHEMT의 DC 특성으로 드레인 포화 전류 밀도(Idss)는 450 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(gm, max)는 363.6 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 전류이득 차단주파수(fT)는 113 GHz, 최대 공진 주파수(fmax)는 180 GHz의 성능을 나타내었다. V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 개발을 위해 PHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 V-band MIMIC 저잡음 증폭기를 설계하였다. 설계된 V-band MIMIC 저잡음 증폭기는 본 연구에서 개발된 PHEMT 기반의 MIMIC 공정을 이용해 제작되었으며, V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 측정결과, 60 GHz에서 S21이득은 21.3 dB, 입력반사계수는 -10.6 dB 그리고 62.5 GHz에서 출력반사계수는 -29.7 dB의 특성을 나타내었다. V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 잡음지수 측정결과, 60 GHz에서 4.23 dB의 특성을 나타내었다.
