일반적으로 광통신 시스템은 전기적 신호를 광신호로 바꾸어 주는 송신부와 전송되어 온 광신호를 전기적 신호로 변환하여 부는 수신부 및 송수신부 간의 정보를 전송해 주는 경로인 정보채널로 구성된다. 광통신 시스템의 동작속도를 개선하기 위해서는 송신부 및 수신부 회로들의 고속화가 필요하다. 디멀티플렉서는 고 비트율을 갖는 하나의 직렬 스트림을 원래의 낮은 비트율을 갖는 여러 병렬 스트림들로 환원하는 장치로, 광통신 시스템의 수신부에 사용된다. 본 논문에서는 고속 및 저전력 소자로 주목을 받고 있는 에미터 크기가 2$\times$8um2 인 SiGe HBT를 사용하여 1 : 4 디멀티플렉셔를 설계하였다. 설계된 회로의 동작속도는 10Gbps, 입력전압 및 출력전압은 각각 800mVp-p와 400mVp-p, 20-80% 간의 상승시간 및 하강시간은 각각 37ps와 36ps이며, 전력소모는 1.40W이다.
에미커 크기가 2$\times10\mu m^2$인 InGaP/GaAs이종접합 바이폴라 트랜지스터의 T자 모양으로 연결된 등기회로 요소를추출하기 위하여, 경계구간 설정이 개선된 유전자 알고리즘을 채택하였다. 이 소신호 모델 파리미터를 유전자 알고리즘을 사용하여, 다양한 순방향 바이서스에 측정한 S-파리미터로부터 추출하였다. 추출된 값들은 물리적인의미와 일관성을 보여준다. 모델 S-파리미터는 측정 S-파라미터와 2GHz-26.6GHz의 주파수 범위에서 잘 일치한다.
Lee Jae-Young;Shrestha Bhanu;Lee Jeiyoung;Kennedy Gary P.;Kim Nam-Young
Journal of electromagnetic engineering and science
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제5권1호
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pp.8-13
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2005
The InGaP/GaAs hetero-junction bipolar transistor(HBT) monolithic voltage-controlled dielectric resonator oscillator(VCDRO) is first demonstrated for a Ku-band low noise block down-converter(LNB) system. The on-chip voltage control oscillator core employing base-collector(B-C) junction diodes is proposed for simpler frequency tuning and easy fabrication instead of the general off-chip varactor diodes. The fabricated VCDRO achieves a high output power of 6.45 to 5.31 dBm and a wide frequency tuning range of ]65 MHz( 1.53 $\%$) with a low phase noise of below -95dBc/Hz at 100 kHz offset and -115 dBc/Hz at ] MHz offset. A]so, the InGaP/GaAs HBT monolithic DRO with the same topology as the proposed VCDRO is fabricated to verify that the intrinsic low l/f noise of the HBT and the high Q of the DR contribute to the low phase noise performance. The fabricated DRO exhibits an output power of 1.33 dBm, and an extremely low phase noise of -109 dBc/Hz at 100 kHz and -131 dBc/Hz at ] MHz offset from the 10.75 GHz oscillation frequency.
HBT의 하이브리드 파이 등가회로모델에 대한 새롭고 안정적인 파라메터 추출방법을 제안한다. 측정된 S-파라메터로부터 베이스 내부 저항을 정확히 계산 할 수 있는 식이 유도 되었으며 이 식은 외부 접근 인덕턴스의 값에 크게 민감하지 않다. 이를 기반으로 다른 파라메터를 위한 6 개의 해석적 표현식이 개발되었고 하이브리드 파이 등가회로 모델링을 위한 이 식들은 안정적이고 빠르며 신뢰성 있는 파라메터 추출을 가능케한다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제7권4호
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pp.281-286
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2007
In this paper, sub-circuits for 24 GHz phase locked 100ps(PLLs) using $0.5{\mu}m$ SiGe HBT are presented. They are 24 Ghz voltage controlled oscillator(VCO), 24 GHz to 12 GHz regenerative frequency divider(RFD) and 12 GHz to 1.5 GHz static frequency divider. $0.5{\mu}m$ SiGe HBT technology, which offers transistors with 90 GHz fMAX and 3 aluminum metal layers, is employed. The 24 GHz VCO employed series feedback topology for high frequency operation and showed -1.8 to -3.8 dBm output power within tuning range from 23.2 GHz to 26 GHz. The 24 GHz to 12 GHz RFD, based on Gilbert cell mixer, showed 1.2 GHz bandwidth around 24 GHz under 2 dBm input and consumes 44 mA from 3 V power supply including I/O buffers for measurement. ECL based static divider operated up to 12.5 GHz while generating divide by 8 output frequency. The static divider drains 22 mA from 3 V power supply.
초고속 RF IC의 핵심소자인 SiGe 에피텍시층을 가진 이종양극트란지스터(hetero junction bipolar transistor: HBT)를 0.35㎛급 Si-Ge BiCMOS공정으로 제작하였다. 낮은 VBE영역에서의 current gain의 선형성을 향상시키기 위하여 SiGe에피텍시층의 결함밀도를 감소시킬 수 있는 캐핑실리콘의 두께와 EDR온도의 최적화 공정조건을 알아보았다. 캐핑 실리콘의 두께를 200Å과 300Å으로 나누고 초고속 무선통신에서 요구되는 낮은 노이즈를 위한 EDR(Emitter Drive-in RTA)의 온도와 시간을 900-1000℃, 0-30 sec로 각각 변화시키면서 최적조건을 확인하였다. 실험범위 내에서의 최적공정조건은 300Å의 capping 실리콘과 975℃-30sec의 EDR 조건을 확인하였다.
For InGaP/GaAs HBT applications, we have developed characterized MIM capacitors with thin $1000{\AA}$ PECVD silicon nitride which were deposited with $SiH_4/NH_3$ gas mixing rate, working pressure, and RF power of PECVD at $300^{\circ}C$ and had the capacitance density of 600 pF/$mm^2$ with the breakdown electric fields of 3073 MV/cm. Three PECVD process parameters were designed to lower the refractive index and then lower the deposition rate of silicon nitride films for the high breakdown electric field. At the PECVD process condition of gas mixing rate (0.92), working pressure (1.3 Torr), RF power (53 W), the AFM Rms value of about $1000{\AA}$ silicon nitride on the bottom metal was the lowest of 0.662 nmand breakdown electric fields were the highest of about 73 MV/cm.
In this study, bond behavior of ordinary concrete and rebars with different diameters and development length was investigated by using Hinged Beam Test (HBT) and Eccentric Pull-Out Test (EPT) comparatively. For this purpose, three different rebar size and development length depending on rebar diameter were chosen as variables. Three specimens were produced for each series of specimens and totally 54 specimens were tested. At the end of the tests it was observed that obtained results for both tests were quite similar. On the other hand, increased bar size, especially for the specimen with 14 mm bar size and 14 development length (lb), caused shear failure of test specimens. This situation infers that when bigger bar size and lb are used in such test, dimensions of test specimens should be chosen bigger and stirrups should be used for producing of test specimens to obtain more adequate result by preventing shear failure. Also, a nonlinear regression analysis was employed between HBT and EPT results. There was a high correlation between the EPT values, lb, rebar diameters and estimated theoretical HBT. In addition, at the end of the study an equation was suggested to estimate bond strength for HBT by using EPT results.
HMC(Hybrid Monte Carlo)시뮬레이션을 이용하여 InAlGaAs/InGaAs HBT의 비평형 고속전송을 해석하였고, 전송시간 및 차단주파수를 향상시키기 위하여 에미터-베이터 이종접합과 콜렉터 구조를 최적 설계 하였다. 시뮬레이션 결과, 에미터 조성경사영역에서 Al 몰비를 xf=1.0에서 xf=0.5로 변화시킬 경우 베이스 전송시간이τb=0.21ps로 가장 짧았다. 콜렉터 전송시간을 단축시킬 목적으로 콜렉터와 베이스 사이에 n\sup +\형 (콜렉터-Ⅰ), I형(콜렉터-Ⅱ), p형(콜렉터-Ⅲ), 콜렉터를 삽입하여 베이스-콜렉터 공간전하영역의 전계분포를 전자의 비평형고속전송을 유지하도록 설계하였다. 콜렉터-Ⅲ 구조에서는 전자의 음이온화된 억셉터가 콜렉터의 전계를 감소시킴으로써 전자가 Γ 밸리에서 먼 거리까지 전송을 가능하게 하여 가장 짧은 콜렉터 전송시간을 나타내었다. 결론적으로 가장 짧은 전송시간 τec는 Al 몰비가 xf=0.5인 에미터 구조와 콜렉터-Ⅲ에서 0.87psec이었고, 차단주파수 ft=183GHz를 나타내었다.
피드포워드 방식을 이용하여 광대역, 선형 이득 제어 특성을 갖는 SiGe HBT 가변 이득 증폭기를 설계 및 제작하였다. 가변 이득 증폭기는 능동 발룬, 차동형 주 증폭기, 피드포워드 블록, 전압 조절부로 구성 되었으며, 주 증폭기와 피드포워드 블록의 신호가 역위상으로 상쇄되어 광대역의 선형 이득 제어가 가능하도록 각 부분을 최적화 시켰다. 설계된 가변 이득 증폭기는 STMicroelectronics사(社)의 0.35 ${\mu}m$ Si-BiCMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 제작 및 측정 결과, 피드포워드 방식의 가변 이득 증폭기는 4 GHz($4\;GHZ{\sim}8\;GHz$)의 광대역 특성을 나타내었다. 또한, 제작된 가변 이득 증폭기는 6 GHz에서 9.3 dB의 최대 이득과 0.6 - 2.6 V의 조절 전압 인가시 19.6 dB의 이득 조절 범위 특성을 나타내었으며, 8 GHz에서 -3 dBm의 출력 전력 특성을 각각 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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