• International journal of advanced smart convergence
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• 제10권3호
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• pp.81-88
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• 2021

This paper proposes two types of subharmonic RF receiver front-end (called LMV) where, in a single stage, quadrature voltage-controlled oscillator (QVCO) is stacked on top of a low noise amplifier. Since the QVCO itself plays the role of the single-balanced subharmonic mixer with the dc current reuse technique by stacking, the proposed topology can remove the RF mixer component in the RF front-end and thus reduce the chip size and the power consumption. Another advantage of the proposed topologies is that many challenges of the direct conversion receiver can be easily evaded with the subharmonic mixing in the QVCO itself. The intermediate frequency signal can be directly extracted at the center taps of the two inductors of the QVCO. Using a 65 nm complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology, the proposed subharmonic RF front-ends are designed. Oscillating at around 2.4 GHz band, the proposed subharmonic LMVs are compared in terms of phase noise, voltage conversion gain and double sideband noise figure. The subharmonic LMVs consume about 330 ㎼ dc power from a 1-V supply.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권5호
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• pp.595-604
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• 2016

Utilizing a standard 130-nm CMOS process, a RF frontend is designed at 24 GHz for automotive collision avoidance radar application. Single IF direct conversion receiver (DCR) architecture is adopted to achieve high integration level and to alleviate the DCR problem. The proposed frontend is composed of a two-stage LNA and downconversion mixers. To save power consumption, and to enhance gain and linearity, stacked NMOS-PMOS $g_m$-boosting technique is employed in the design of LNA as the first stage. The switch transistors in the mixing stage are biased in subthreshold region to achieve low power consumption. The single balanced mixer is designed in PMOS transistors and is also realized based on the well-known folded architecture to increase voltage headroom. This frontend circuit features enhancement in gain, linearity, and power dissipation. The proposed circuit showed a maximum conversion gain of 19.6 dB and noise figure of 3 dB at the operation frequency. It also showed input and output return losses of less than -10 dB within bandwidth. Furthermore, the port-to-port isolation illustrated excellent characteristic between two ports. This frontend showed the third-order input intercept point (IIP3) of 3 dBm for the whole circuit with power dissipation of 6.5 mW from a 1.5 V supply.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권8호
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• pp.22-26
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• 2012

본 논문에서는 0.18um CMOS(1P4M) 공정을 이용하여 HDMI용 액티브 광케이블에 적합한 채널당 2.5-Gb/s의 동작 속도를 갖는 광 수신기를 구현하였다. 광 수신기는 차동 증폭구조를 가지는 트랜스임피던스 증폭기, 5개의 증폭단을 갖는 리미팅 증폭기, 출력 버퍼단으로 구성된다. 트랜스임피던스 증폭기는 피드백 저항을 가진 인버터 입력구조로 구현함으로써 낮은 잡음지수와 작은 전력소모를 갖도록 설계하였다. 연이은 차동구조 증폭기 및 출력 버퍼단을 통해 전체 전압이득을 증가하였고, 리미팅 증폭단과의 연동을 용이하게 했다. 리미팅 증폭기는 다섯 단의 증폭단과 출력 버퍼단, 옵셋 제거 회로단으로 이루어져 있다. 시뮬레이션 결과, 제안한 광 수신기는 $91dB{\Omega}$ 트랜스임피던스 이득, 1.55 GHz 대역폭(입력단 0.32 pF의 포토다이오드 커패시턴스 포함), 16 pA/sqrt(Hz) 평균 잡음 전류 스펙트럼 밀도, 및 -21.6 dBm 민감도 ($10^{-12}$ BER)를 갖는다. 또한, DC 시뮬레이션 결과, 1.8-V의 전원전압에서 총 40 mW의 전력을 소모한다. 제작한 칩은 패드를 포함하여 $1.35{\times}2.46mm^2$의 면적을 갖는다. optical eye-diagram 측정 결과, 2.5-Gb/s 동작속도에서 크고 깨끗한 eye-diagram을 보인다.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2002년도 학술대회 논문집
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• pp.358-361
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• 2002

The millirneterwave high-T$_{c}$ superconducting(HTS) down-converter sub-system with the HTS/III-V integrated mixer as the central device is demonstrated first. The constituent components of HTS down-converter sub-system such as a single balanced type integrated mixer with rat-race coupler, a cavity type bandpass filter (26 GHz), and a HTS planar lowpass filter(1 GHz), semiconductor LNA and IF-power amplifier, a driving electronic module for A/D converter, and a Stirling type mini-cooler module were combined into an International stand- and rack of 19-inch. From the RF(-61 dBm, 26.5GHz)and LO signal(-1 dBm, 25.6 GHz), IF signal(0dBm, 0.9 GHz) agreed with simulated results is obtained.d.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.688-693
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• 1999

본 논문에서는 공기 절연 적층형 마이크로스트립 구조의 새로운 MMIC 3dB 커플러를 제안하였다. 제안된 커플러의 제작은 아주 간단하며, 유전체 공정을 필요로 하지 않는다. 제안된 커플러의 구조 해석을 위해서 HP-Momentum을 이용하였으며, 이를 통해 제안된 커플러의 구조를 최적화 하였다. 제작된 커플러는 22 GHz대역폭(23~GHz~45GHz)을 갖고 있었다. 또한, 제안된 커플러를 이용하여 Ka-Band용 평형 2단 증폭기를 성공적으로 제작하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.769-772
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• 2005

This paper describes a low-voltage and low-power channel selection analog front end with continuous-time low pass filters and highly linear programmable-gain amplifier(PGA). The filters were realized as balanced Gm-C biquadratic filters to achieve a low current consumption. High linearity and a constant wide bandwidth are achieved by using a new transconductance(Gm) cell. The PGA has a voltage gain varying from 0 to 65dB, while maintaining a constant bandwidth. A filter tuning circuit that requires an accurate time base but no external components is presented. With a 1-Vrms differential input and output, the filter achieves -85dB THD and a 78dB signal-to-noise ratio. Both the filter and PGA were implemented in a 0.18um 1P6M n-well CMOS process. They consume 3.2mW from a 1.8V power supply and occupy an area of $0.19mm^2$.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.257-262
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• 2010

본 논문에서는 5.25 GHz에서 넓은 이득 제어범위를 갖는 저전력 가변 이득 프론트-엔드를 설계하였다. 넓은 이득 제어범위를 갖기 위해, 제안된 저잡음 증폭에서는 가변이득 증폭기의 소스에 p-타입 트랜지스터를 연결하였다. 이 방법을 통해 증폭기의 바이어스 전류와 소스 임피던스를 동시에 조절할 수 있었다. 따라서 제안된 저잡음 증폭기는 넓은 이득 제어범위를 갖는다. 믹서에서는 입력 트랜스컨덕턴스단으로 p-타입 트랜지스터를 사용한 폴디드 구조가 제안되었다. 이 구조에서 믹서는 작은 공급 전압에서 각 단에 필요한 만큼의 전류만 흘려주기 때문에 저전력에서도 작동을 할 수 있다. 제안된 프론트-엔드는 최대 33.2 dB의 이득과 17 dB의 넓은 이득 제어범위를 갖는다. 이 때, 잡음지수와 IIP3는 각각 4.8 dB, -8.5 dBm을 갖는다. 이러한 동작을 하는 동안, 제안된 회로는 최대 이득상태에서 7.1 mW, 최소 이득상태에서 2.6 mW의 적은 전력을 소비한다. 시뮬레이션 결과는 TSMC $0.18\;{\mu}m$ CMOS 공정에서 Cadence를 이용하여 얻어졌다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1350-1359
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• 2008

본 논문에서는 $0.5{\mu}m$ p-HEMT 공정을 이용한 MMIC 이중 평형 저항성 혼합기를 개발하였다. 본 혼합기에는 LO, RF, IF 등의 3개의 발룬이 포함된다. $8{\sim}20\;GHz$ 범위에서 동작하는 LO와 RF 발룬은 Marchand 발룬으로 구현하였다. 칩 크기를 줄이기 위해 구부려진 다중 결합 선로를 이용하였고, 이로 인해 발생하는 모드 위상 속도 차이를 보상하기 위해 인덕터 선로를 삽입하였다. IF 발룬은 DC 결합 차동 증폭기로 구현하였다. $0.3{\times}0.5\;mm^2$ 크기를 가진 IF 발룬의 측정 결과, DC에서 7 GHz 주파수 범위에서 크기와 위상의 오차가 각각 1 dB와 $5^{\circ}$ 이내의 결과를 보였다. 개발된 $1.7{\times}1.8\;mm^2$ 크기의 이중 평형 저항성 혼합기의 측정 결과, 동작 주파수 범위에서 16dBm LO 입력 전력에 대해 삽입 손실이 $5{\sim}11\;dB$이고, 출력 OIP3가 $10{\sim}15\;dBm$인 결과를 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.84-92
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• 2000

2.4 GHz 대역 WLL 단말기용 GaAs MESFET MMIC 송신기를 설계하고 제작하였다. 설계된 송신기는 이중 평형 능동형 혼합기와 전압 부궤환 구조를 갖는 2단 구동증폭기로 구성하였다. 특히, 한 쌍의 소스 접지-게이트 접지(Common-Source. Common -Gate: CSCG) 구조를 사용하여 IF 입력 선호의 비대칭성으로 인한 동작영역 감소를 보상하였다. 또한 MESFET의 단자간 위상 특성을 이용하여 국부 발진기(La) 신호의 누설 전력을 억제 하였다. 제작된 칩의 크기는 $0.75\times1.75 mm^2$이었고 측정 결과 2.7 V. 55.2 mA에서 386 dB의 변환이득. 11.6 dBm 의 출력$P_{idB}$ 구동증폭기의 RF 출력 -5dBm에서 - 31.5 dBc의 IMD3의 특성을 얻었다. 따라서 제작된 송신기는 WLL 단말기에 적용 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.519-528
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• 2006

본 논문은 Wibro용으로 사용될 수 있는 PAM 사양을 설정하고, 사양을 바탕으로 Wibro 동작에 적합한 PAM 구조를 제시하고, 설계하는데 목적을 두었다. Wibro용에 적합한 PAM 설계가 되도록 2005년 802.16e 규격 승인에 따른 최종 개정 안인 TTA의 TTAS_Ko_06_O082R1과 국제규격 IEEE Std. 802. 16d/e를 기반으로 사양을 정하였으며, 높은 효율 동작을 위해 최종단 증폭기는 Doherty 구조를 갖도록 하였고, 보다 높은 선형성 동작을 위해 pre-distorter를 적용 설계하였다. 제작된 PAM은 전체의 사용 대역과 전체의 사용 출력 범위에서 $26.5dB{\pm}1.0dB$의 이득 특성과 -14 dB 이하의 입출력 반사 손실 특성을 가지며, 최대 사용 출력인 26 dBm의 출력점에서 pre-distorter에 의한 4 Tone IMD 특성의 8 dB 개선 효과를 얻어 37 dBc의 결과를 얻었고, Wibro 신호에서는 4.77 MHz Offset 지점에서 5 dB의 개선 효과를 얻으면서 31 dBc의 스프리어스 동작 특성을 얻음과 동시에 Doherty 방식 적용으로 27% 정도의 효율 동작 특성을 얻었다. 제작된 결과는 기존 일반 PAM 구조와 Balanced 구조 그리고 전치 왜곡기가 적용되지 않은 Doherty 구조와의 동작을 비교 분석하여 비교 우위 성능을 가지고 있음을 밝혔다.