• 한국전자파학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.540-545
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• 2015

본 논문은 GaN(Gallium Nitride) HEMT(High Electron Mobility Transistor) die를 이용하여 S-대역 내부 정합형 전력 증폭기 설계, 제작 그리고 실험 결과에 대해 기술하였다. S-대역 내부 정합형 전력 증폭기를 설계하기 위하여 고유전율을 가지는 기판과 알루미나 기판을 이용하여 입/출력단 정합 회로를 설계 및 제작하였다. 측정 결과로는 펄스 모드로 동작시켰을 때 3 GHz에서 55.4 dBm의 출력 전력, 78 % 드레인 효율 그리고 11 dB의 전력 이득을 얻었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.621-627
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• 2011

본 논문에서는 로드-풀을 이용하여 X-band에서 on-Wafer 상태의 GaN HEMT 소자에 대한 성능을 분석하고 분석한 결과를 바탕으로 최적의 임피던스 점을 분석하였다. 패키징 하기 전 on-Wafer 상태에 있는 반도체 소자의 최적의 임피던스 분석을 통해 소자 자체에서 최적의 성능을 내는 방안을 제안하였다. Gate length가 0.25um이고 Gate Width가 각각 400um, 800um인 소자에 대한 최적의 임피던스를 선정하여 성능을 분석한 결과, 400um는 $P_{sat}$=33.16dBm(2.06W), PAE=67.36%, Gain=15.16dBm의 성능을 가지며, 800um는 $P_{sat}$=35.9 dBm(3.9W), PAE=69.23%, Gain=14.87dB의 성능을 보였다.

• 전기학회논문지
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• 제65권10호
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• pp.1664-1671
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• 2016

This paper presents the analysis of the gate-source voltage of the gallium nitride high electronic mobility transistor (GaN HEMT) in the half bridge structure focused on the mutual effects of two switching operation. Especially low side gate-source voltage is analyzed mathematically according to the high side switch turn-on and turn-off operation. Moreover, the influence of each gate resistance and parasitic component on the switching characteristic of other side switch is investigated, and the formula, simulation and experimental results are compared with theoretical data.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.69-70
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• 2015

본 논문에서는 GaN HEMT를 이용하여 동기 벅 컨버터 구동 시 기생 커패시턴스, 기생 인덕턴스 등에 의해 발생하는 노이즈를 분석한다. 노이즈 분석을 통해, dv/dt의 크기에 따라 발생하는 전류가 각 게이트-소스 단 전압 노이즈의 원인이 되는 것을 확인하였다. 노이즈의 원인인 dv/dt를 줄이기 위한 외부 회로를 제안하여 GaN HEMT의 안정적인 동작을 실험을 통해 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.127-128
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• 2016

본 논문에서는 2차 측 정류 회로에 GaN HEMT 소자를 이용하는 동기정류기법을 적용한 위상천이 dc-dc 컨버터를 구현한다. 기존 다이오드를 통한 정류회로와의 효율 비교를 통하여 GaN HEMT 동기정류 기반 위상천이 dc-dc 컨버터가 최고효율 1.5%, 평균 효율 0.85%, 전부하 효율 1.99%의 향상효과를 확인한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.451-458
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• 2020

In this study, a trade-off analysis of a power conversion system (PCS) is performed in accordance with a power semiconductor device to establish the suitable operating frequency range for the anyplace induction heating system. A resonant network is designed under each operating frequency condition to compare and analyze the PCS losses depending on the power semiconductor device. On the basis of the simulation results, the PCS losses and frequency condition are calculated. The calculated results are then used for a trade-off analysis between Si-MOSFET and GaN-HEMT based on PCS. The suitable operating frequency range is determined, and the validity of the analysis results is verified by the experiment results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.294-295
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• 2020

차세대 전력반도체 중 하나인 GaN HEMT(Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)는 낮은 온 저항, 고속 스위칭 및 낮은 출력 커패시턴스 특성을 가지므로 더 높은 전력밀도를 달성할 수 있다. 그러나 낮은 문턱 전압 및 높은 dv/dt로 인해 외부 요인에 취약하다. 본 논문에서는 GaN HEMT를 3kW급 단상 인버터에 적용 시 발생한 문제점을 분석하고 해결방안을 제시한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.620-626
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• 2015

본 논문에서는 2차 전역통과 필터를 이용하여 입력정합을 수행하고, LC 병렬공진 회로를 이용하여 트랜지스터의 출력 리액턴스를 최소화하는 기법을 적용함으로써 2~6 GHz에서 동작하는 광대역 GaN 전력증폭기 MMIC를 설계 및 제작하였다. 광대역 손실정합을 위해 사용된 2차 전역통과 필터는 트랜지스터의 채널 저항 효과를 보상하기 위해 비대칭적 구조를 사용하였다. Win Semiconductors사의 $0.25{\mu}m$ GaN HEMT 파운드리 공정으로 제작된 MMIC 칩은 크기가 $2.6mm{\times}1.3mm$이며, 주파수 대역 내에서 약 13 dB의 평탄한 이득 특성과 10 dB 이상의 우수한 입력정합 특성을 보였다. 포화출력 조건에서 측정된 출력전력은 2~6 GHz에서 38.6~39.8 dBm의 값을 보였고, 전력부가효율은 31.3~43.4 %을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.1-5
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• 2011

본 논문에서는 AlGaN/GaN HEMT의 DC 및 RF 특성을 최적화 하기위해서 2차원 소자 시뮬레이터를 이용하여 연구를 진행하였다. 먼저, AlGaN층의 두께, Al mole fraction 의 변화에 따른 2차원 전자가스 채널의 농도변화가 생기는 현상을 바탕으로 DC특성을 분석하였다. 다음 게이트, 소스, 드레인 전극의 크기와 위치 변화에 따른 RF 특성을 분석하였다. 그 결과 Al mole fraction이 0.2몰에서 0.45몰로 증가할수록 전달이득(transconductance, $g_m$) 과 I-V 특성이 향상됨을 확인하였다. 한편 AlGaN층의 두께가 10nm에서 50nm로 증가할수록 I-V특성은 향상되지만 $g_m$은 감소하는것을 확인하였다. RF 특성에서는 게이트 길이가 가장 큰 영향을 미치며 그 길이가 짧을수록 RF특성이 향상되는 것을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.272-278
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• 2007

본 논문에서는 최근 고출력 및 고온 분야의 반도체 분야에 널리 이용되고 있는 AlGaN/GaN 고 전자 이동도 트랜지스터 (High Electron Mobility Transistor, HEMT) 에 대해 DC (direct current) 특성과 열 특성을 기판을 달리하며 시뮬레이션을 수행하였다. 일반적으로 HEMT 소자의 전자 이동도 및 열전도 특성은 기판의 영향이 그 특성을 크게 좌우한다. 이러한 문제점으로 인해 GaN 기반의 HEMT 소자의 기판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 일반적인 Drift-Diffusion 모델과 열 모델을 이용하여 Si, sapphire, SiC (silicon carbide)으로 각각 기판을 변화시키며 시뮬레이션을 하였다. 열 모델 시뮬레이션은 온도를 각각 300, 400, 500K로 변화시키며 그 결과를 비교, 해석 하였다. 전류-전압 (I-V) 특성을 T= 300 K, $V_{GS}$=1 V의 조건에서 시뮬레이션 한 결과, 드레인 포화전류 ($I_{D,max}$)의 값과 sapphire 기판은 189 mA/mm, SiC 기판은 293 mA/mm, Si 기판은 258 mA/mm 를 나타내었다. 또한 T= 500 K에서 최대 전달컨덕턴스($G_{m,max}$)는 각각 38, 50, 31 mS/mm 를 나타내었다.