초록
본 논문에서는 게이트 길이 $0.5{\mu}m$의 GaAs PHEMT를 이용하여 5 GHz 대역 무선랜에 사용 가능한 MMIC 2단 전력증폭기를 설계 제작하였다. PHEMT 게이트 폭을 MMIC 전력증폭기에 요구되는 선형성과 PAE(전력부가효율)을 동시에 충족시키기 위하여 최적화하였다. 입력 P1dB로부터 3dB back-off전력에서 25dBc이상의 IMD와 공급전압 3.3V에서 22dBm 이상의 출력을 얻기 위하여 $0.5{\mu}m\times600{\mu}m$크기의 구동단 PHEMT와 $0.5{\mu}m\times3000{\mu}m$ 크기의 증폭단 PHEMT를 사용하였다. 2단 MMIC 전력증폭기는 광대역 특성으로 HIPERLAN/2와 IEE802.11a에서 사용할 수 있도록 설계하였다. 제작된 PHEMT MMIC 전력증폭기는 3.3V에서 동작할 때 최대 20.1dB의 선형 이득과 22dBm의 최대 출력전력, 24%의 PAE을 보여주며, 입력과 출력 정합회로를 온 칩으로 설계한 전력증폭기의 칩 크기는 $1400\times1200{\mu}m^2$이다.
In this paper an MMIC 2-stage power amplifier is designed and fabricated for 5GHz wireless LAN applications using $0.5{\mu}m$ gate length PHEMT transistors. The PHEMT gate width is optimized in order to meet the linearity and efficiency of the MMIC power amplifier. The $0.5{\mu}m\times600{\mu}m$ PHEMT for the drive stage and $0.5{\mu}m\times3000{\mu}m$ PHEMT for the amplification stage are the optimized sizes to achieve more than 25dBc of third order IMD at the power level of 3dB back-off from the input P1dB and more than 22dBm output power under a supply voltage of 3.3V. The two-stage MMIC power amplifier is designed to be used for the both of HIPERLAN/2 and IEEE 802.11a because of its broadband characteristics. The fabricated PHEMT MMIC power amplifier exhibits a 20.1dB linear power gain, a maximum 22dBm output power, a 24% power added efficiency under 3.3V supply voltage. The input and output on-chip matching circuits are included on a chip of $1400\times1200{\mu}m^2$.
