Abstract
In this paper, the design of a PIN diode S-band transfer-type SP4T including its driver circuit is presented. Each path of the SP4T is composed of the cascade connection of series-shunt PIN diodes to improve the isolation performance. The SP4T is implemented using chip type PIN diodes and a 20 mil AIN substrate fabricated using thin film technology. The driver circuit for the SP4T is designed using a multiplexer and four NMOS-PMOS push-pull pair. From on-wafer measurement, the fabriacted SP4T shows a maximum insertion loss of 1.1 dB and a minimum isolation of 41 dB. The time performance of the driver circuit is evaluated using the packaged PIN diodes with the identical PIN diode chip, and the transition time for on-off and off-on are below 100 nsec. For an input power level of 150 W, the measured insertion loss and isolation are close to those of the on-wafer measurement taking into consideration of the coaxial package mismatch and insertion loss.
본 논문에서는 PIN 다이오드를 이용한 S-대역 고출력 경로선택형 SP4T 및 SP4T 구동회로의 설계를 보였다. 격리도 개선을 위하여 SP4T의 각 경로(path)는 직렬 및 병렬 PIN 다이오드 2개를 cascade하여 구성하였다. 설계된 SP4T 회로는 칩-형 PIN 다이오드와 박막(thin-film) 기법으로 제작된 20 mil AIN 기판을 사용하여 구현하였다. 또한, 설계된 SP4T의 구동회로는 1개의 multiplexer와 4개의 NMOS-PMOS push-pull 쌍을 이용하여 구성하였다. 온-웨이퍼 측정결과, 제작된 SP4T는 최대 삽입손실 1.1 dB, 최소격리도 41 dB의 특성을 보였다. 구동회로의 PIN 다이오드의 on-off, off-on 천이시간은 동일 PIN 다이오드의 패키지를 이용하여 시험하였으며, 모두 약 100 nsec 이하의 천이시간을 보였다. 150 W 입력 고출력 시험 결과, 격리도와 삽입손실은 동축 패키지의 손실 및 부정합을 고려하면 온-웨이퍼 측정결과에 준하는 결과를 얻었다.
