• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권4호
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• pp.342-345
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• 2014

An active frequency doubler monolithic microwave integrated circuit (MMIC) for E-band transceiver applications is presented in this letter. This MMIC has been fabricated in a commercial $0.1-{\mu}m$ GaAs pseudomorphic high electron mobility transistor (pHEMT) process on a 2-mil thick substrate wafer. The fabricated MMIC chip has been measured to have a high output power performance of over 13 dBm with a high fundamental leakage suppression of more than 38 dBc in the frequency range of 71 to 86 GHz under an input signal condition of 10 dBm. A microstrip coupled line is used at the output circuit of the doubler section to implement impedance matching and simultaneously enhance the fundamental leakage suppression. The fabricated chip is has a size of $2.5mm{\times}1.2mm$.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.425-430
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• 2019

본 논문에서는 게이트 길이가 $0.25{\mu}m$인 GaN HEMT 기술을 사용하여 개발된 X-대역 전력 증폭기의 특성을 기술한다. 개발된 X-대역 전력 증폭기는 9~10 GHz의 대역에서 22.7 dB 이상의 소신호 이득과 43.02 dBm(20.04 W) 이상의 포화 출력 전력을 가진다. 최대 포화 출력 전력은 9.5 GHz에서 43.84 dBm (24.21 W)이였다. 전력 부가 효율은 41.0~51.24%의 특성을 얻었으며 칩의 크기는 $3.7mm{\times}2.3mm$이다. 출력 전력 밀도는 $2.84W/mm^2$를 나타내었다. 개발된 GaN 전력 증폭기는 다양한 X-대역 레이더 응용에 적용 가능할 것으로 예상된다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제54권3호
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• pp.109-113
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• 2005

It has been reported that the failure phenomenon and variation of electrical characteristic due to the effect of electrostatic discharge(ESD) in silicon devices. But we had fess reports about the phenomenon due to the ESD in the compound semiconductors. So there are a lot of difficulty to the phenomenon analysis and to select the protection method of main circuits or the devices. It has not been reported that the relation between the ESD stress and GaN devices, which is remarkable to apply the operation in high temperature and high voltage due to the superior material characteristic. We studied that the characteristic variation of the AlGaN/GaN HEMT current, the leakage current, the transconductance(gm) and the failure phenomenon of device due to the ESD stress. We have applied the ESD stress by transmission line pulse(TLP) method, which is widely used in ESD stress experiments, and observed the variation of the electrical characteristic before and after applying the ESD stress. The on-current trended to increase after applying the ESD stress. The leakage current and transconductance were changed slightly. The failure point of device was mainly located in middle and edge sides of the gate, was considered the increase of temperature due to a leakage current. The GaN devices have poor thermal characteristic due to usage of the sapphire substrate, so it have been shown to easily fail at low voltage compared to the conventional GaAs devices.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.944-950
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• 1993

종래에서는 혼합기제작에 수동소자인 다이오드를 이용하였으나 다이오드는 수동소자이므로 변환손실을 가저 IF증폭기를 설치하여야 하는 단점이 있으며 잡음이 커서 DBS 수신기의 전단부에 사용하기에는 적합치 못하다. GaAs MESFET 혼합기는 다이오드 혼합기보다 우수한 잡음지수와 혼변조 level을 얻을 수 있다. 특히 위성에서 직접 수신되는 신호는 아주 미약하기 때문에 수신부 전체의 감도를 향상시키기 위해 저잡음 특성을 갖는 소자가 요구된다. HEMT(High Electron Mobility Transistor)는 진자의 이동도가 매우 빠르므로 GaAs MESFET보다 transconductance가 커서 큰 변환이득과 우수한 잡음특성을 가지며, millimeter-wave주파수 영역에서도 좋은 잡음특성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 18 GHz대역까지 사용가능한 저잡음 증폭기용으로 설계된 OKI사의 HEMT소자인 KGF 1860을 이용하여 혼합기를 제작하였고, LO 주파수를 10.6GHz, RF중심주파수를 11.9GHz로하여 설계하여 RF를 11.4 GHz에서 12.2 GHz까지 변화시키면서 측정한 결과 1~l.4 GHz의 IF대역에서 변환이 득을 얻었으며 RF power -20.5.3 dBm, LO power 0.01 dBm에서 최대 변환이 득 3.7 dB를 얻었다. 또한 출력단의 A/4 개방스터브를 제거하였을 경우 RF를 11.1GHz에서 12.7GHz까지 변화시키면서 측정 한 결과 930MHz ~ 1.8GHz 대역에서 최대 변환이 득 1.35dB를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권9호
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• pp.25-30
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• 2004

본 논문에서는 0.1㎛ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT (High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 100 GHz 대역의 MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) 증폭기를 설계 및 제작하였다. MIMIC 증폭기의 제작을 위해 Metamorphic HEMT(MHEMT)를 설계 및 제작하였으며, 제작된 MHEMT의 드레인 전류 밀도는 640 mA/mm 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 653 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 fT는 173 GHz, fmax는 271 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 100 GHz MIMIC 증폭기의 개발을 위해 MHEMT의 소신호 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 증폭기를 설계하였다. 설계된 증폭기는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었으며, 100 GHz MIMIC 증폭기의 측정결과, 100 GHz에서 10.1 dB 및 97.8 Gllz에서 12.74 dB의 양호한 S21 이득 특성을 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권10호
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• pp.766-772
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• 2018

본 논문에서는 InGaAs enhancement mode $0.15{\mu}m$ pHEMT를 이용하여 6~10 GHz 대역에서 동작하는 wide-band 전력증폭기를 설계하였다. Enhancement 소자는 gate 바이어스를 양전압으로 사용하며, 음전압을 위한 추가회로 구성이 없어지며 모듈의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 본 설계에서는 3D-EM(electromagnetic) 시뮬레이션을 통해 패키지 본드와이어의 인덕턴스 및 기판 손실을 예측하여 설계하였다. 광대역을 위해 lossy matching을 사용하고, 전력, 효율 관점에서 최적의 바이어스를 선정하여 설계하였다. 제안한 전력증폭기의 패키지 칩은 6~10 GHz 대역에서 20 dB 이상의 평탄 이득, 8 dB 이상의 입출력 반사손실, 출력전력은 27 dBm 이상, 전력부가효율은 35 % 이상으로 측정되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권3호
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• pp.182-188
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• 2006

An artificial neural network model for the microwave characteristics of an InGaAs/InP hemt for 70 nm gate length has been developed. The small-signal microwave parameters have been evaluated to determine the transconductance and drain-conductance. We have further investigated the frequency characteristics of the device. The neural network training have been done using the three layer architecture using Levenberg-Marqaurdt Backpropagation algorithm. The results have been compared with the experimental data, which shows a close agreement and the validity of our proposed model.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.4-6
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• 2019

본 논문은 Modular Scalable Inverter System에서 큰 부피를 차지하는 인덕터를 저감하기 위한 방법을 제안한다. 최근 전력분야에서는 모듈형 전력변환 시스템을 사용함으로써 다양한 시스템에 필요한 전력을 공급하여 효율을 증가시키고 신뢰성을 높이는 방법들이 대두되고 있다. 하지만 모듈을 병렬로 사용하는 경우에는 모듈 간에 흐르는 순환 전류가 발생하게 된다. 이런 순환전류는 부하로 전력을 공급하지 않기 때문에 시스템 효율을 떨어트리고 전류제어 및 부하 분담을 방해한다. 따라서 병렬형 인버터에는 출력에 순환전류 저감을 위한 인덕터를 사용해야 한다는 단점이 있다. 모듈형 전력변환 장치에서 큰 크기의 출력 인덕터는 시스템 사이즈를 늘리고 비용을 증가시키고 전력밀도가 낮아지게 된다. 따라서 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) 기반 인버터와 순환전류 저감 알고리즘을 사용하여 고속 스위칭을 함으로써 동일한 순환전류 저감 성능을 확보하지만 출력 인덕터의 크기를 줄이는 방안을 제시한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.420-420
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• 2013

We investigated oxygen plasma effect on defect states near the interface of AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistor (HEMT) structure grown on a silicon substrate. After the plasma treatment, electrical properties were evaluated using a frequency dependant Capacitance-Voltage (C-V) and a temperature dependant C-V measurements, and a deep level transient spectroscopy (DLTS) method to study the change of defect densities. In the depth profile resulted from the temperature dependant C-V, a sudden decrease in the carrier concentration for two-dimensional electron gas (2DEG) nearby 250 K was observed. In C-V measurement, the interface states were improved in case of the oxygen-plasma treated samples, whereas the interface was degraded in case of the nitrogen-plasma treated sample. In the DLTS measurement, it was observed the two kinds of defects well known in AlGaN/GaN structure grown on sapphire substrate, which have the activation energies of 0.15 eV, 0.25 eV below the conduction band. We speculate that this defect state in AlGaN/GaN on the silicon substrate is caused from the decrease in 2DEG's carrier concentrations. We compared the various DLTS signals with filling pulse times to identify the characteristics of the newly found defect. In the filling pulse time range under the 80 us, the activation energies changed as the potential barrier model. On the other hand, in the filling pulse time range above the 80 us, the activation energies changed as the extended potential model. Therefore, we suggest that the found defect in the AlGaN/GaN/Si structure could be the extended defect related with AlGa/N/GaN interface states.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권12호
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• pp.8-14
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• 2011

본 논문에서는 이차원 소자 시뮬레이션을 활용하여 주어진 게이트-드레인 간격에서 AlGaN/GaN-on-Si HEMT (high electron mobility transistor) 의 고항복전압 구현을 위한 게이트 전계판의 최적화 구조를 제안하였다. 게이트 전계판 구조를 도입하여 게이트 모서리의 전계를 감소시켜 항복전압을 크게 증가시킬 수 있음을 확인 하였으며, 이때 전계판의 길이와 절연막의 두께에 따라 게이트 모서리와 전계판 끝단에서 전계분포의 변화를 분석하였다. 최적화를 위하여 시뮬레이션을 수행한 결과, 1 ${\mu}m$ 정도의 짧은 게이트 전계판으로도 효과적으로 게이트 모서리의 전계를 감소시킬 수 있으며 전계판의 길이가 너무 길어지면 전계판과 드레인 사이의 남은 길이가 일정 수준 이하로 감소되어 오히려 항복전압이 급격하게 감소함을 보였다. 전 계판의 길이가 1 ${\mu}m$ 일 때 최대 항복전압을 얻었으며, 게이트 전계판의 길이를 1 ${\mu}m$로 고정하고 $SiN_x$ 박막의 두께를 변화시켜본 결과 게이트 모서리와 전계판 끝단에서의 전계가 균형을 이루면서 항복전압을 최대로 할 수 있는 최적의 $SiN_x$ 박막 두께는 200~300 nm 인 것으로 나타났다.