• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권4호
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• pp.501-505
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• 2015

In this paper, we demonstrated a 4W power amplifier monolithic microwave integrated circuit (MMIC) for Ku-band satellite communication applications. The used device technology relies on $0.25{\mu}m$ GaAs pseudomorphic high electron mobility transistor (PHEMT) process. The 4W power amplifier MMIC has linear gain of over 30 dB and saturated output power of over 36.1 dBm in the frequency range of 13.75 GHz ~ 14.5 GHz. Power added efficiency (PAE) is over 30 %.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1733-1739
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• 1997

An ultra-compact milimeter-wave broadband MMIC amplifier was designed using a direct-coupled topology combined with optimum feedback design. Significant reductionin the chip size was possible by employing the direct-coupled topology. Bias resistors required for the direct-coupled topology were also used as feedback elements. Feedback was optimized for millimeter-wave frequencies using reactive elements. The fabricated MMIC amplifier was realized in a chip size of 0.8mm$^{[-992]}$ and showed gains higher than 8 dB from 12 to 44 GHz. An output power of 30mW was achieved at 44 GHz with a drain efficiency of 10%.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권6A호
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• pp.634-639
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• 2006

본 논문에서는 게이트 길이 $0.5{\mu}m$의 GaAs PHEMT를 이용하여 5 GHz 대역 무선랜에 사용 가능한 MMIC 2단 전력증폭기를 설계 제작하였다. PHEMT 게이트 폭을 MMIC 전력증폭기에 요구되는 선형성과 PAE(전력부가효율)을 동시에 충족시키기 위하여 최적화하였다. 입력 P1dB로부터 3dB back-off전력에서 25dBc이상의 IMD와 공급전압 3.3V에서 22dBm 이상의 출력을 얻기 위하여 $0.5{\mu}m\times600{\mu}m$크기의 구동단 PHEMT와 $0.5{\mu}m\times3000{\mu}m$ 크기의 증폭단 PHEMT를 사용하였다. 2단 MMIC 전력증폭기는 광대역 특성으로 HIPERLAN/2와 IEE802.11a에서 사용할 수 있도록 설계하였다. 제작된 PHEMT MMIC 전력증폭기는 3.3V에서 동작할 때 최대 20.1dB의 선형 이득과 22dBm의 최대 출력전력, 24%의 PAE을 보여주며, 입력과 출력 정합회로를 온 칩으로 설계한 전력증폭기의 칩 크기는 $1400\times1200{\mu}m^2$이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권3호
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• pp.339-345
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• 2016

This paper presents a two-stage power amplifier MMIC using a $0.4{\mu}m$ GaN-HEMT process. The two-stage structure provides high gain and compact circuit size using an integrated inter-stage matching network. The size and loss of the inter-stage matching network can be reduced by including bond wires as part of the matching network. The two-stage power amplifier MMIC was fabricated with a chip size of $2.0{\times}1.9mm^2$ and was mounted on a $4{\times}4$ QFN carrier for evaluation. Using a downlink LTE signal with a PAPR of 6.5 dB and a channel bandwidth of 10 MHz for the 2.6 GHz band, the power amplifier MMIC exhibited a gain of 30 dB, a drain efficiency of 32%, and an ACLR of -31.4 dBc at an average output power of 36 dBm. Using two power amplifier MMICs for the carrier and peaking amplifiers, a Doherty power amplifier was designed and implemented. At a 6 dB back-off output power level of 39 dBm, a gain of 24.7 dB and a drain efficiency of 43.5% were achieved.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.882-888
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• 2002

본 논문에서는 공정변화와 온도변화에 의한 MMIC의 성능저하를 보상할 수 있는 바이어스 안정화 회로를 제안하였다. 제안된 바이어스 안정화 회로는 기존의 정전류원을 사용하는 바이어스 회로와의 비교를 통하여 그 효과를 검증하였다. 두 구조를 동일한 조건으로 비교하기 위해 하나의 레이아웃에 두 구조를 채택한 증폭기를 동시에 설계 및 제작을 하였다. 공정오차는 세가지 경우 NOM, MIM, MAX로 구분하고 각각에 대해 고주파 특성을 측정하였다. 측정 결과로 정전류원을 가지는 바이어스회로를 채택한 증폭기 의 1.8 GHz에서의 이득변화는 6.4 dB, Ids 변화 7 mA이지만 제안된 바이어스회로를 채택한 증폭기는 이득변화는 2.1 dB, Ids 변화 3 mA로 우수한 특성을 보임을 확인하였다. 따라서, 제안된 바이어스 회로를 적용한 MMIC는 공정상의 변화와 온도 등에 의한 동작점의 변화를 보상하여 고주파특성의 감쇠를 보상할 수 있고 궁극적으로 회로의 수율을 개선할 수 있다. 제작된 회로의 전체크기는 1.2 mm $\times$ 1.4 mm이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.1019-1022
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• 2016

본 논문에서는 드레인 분기 커패시터를 사용하여 입 출력 간 동위상을 제공함과 동시에 각 트랜지스터에 최적 부하 임피던스를 제공하는 비균일 분산 전력증폭기 설계 기법을 2~16 GHz GaN 광대역 전력증폭기 MMIC 설계에 적용하고, 칩을 제작하여 결과를 평가하였다. Win Semiconductors사의 $0.25{\mu}m$ GaN HEMT 공정으로 제작된 MMIC 칩은 크기가 $3.9mm{\times}3.1mm$이며, 주파수 대역 내에서 12 dB 이상의 선형 이득 및 10 dB 이상의 입력 반사 손실을 보였다. 연속파모드 포화출력 조건에서 측정된 출력 전력은 36.2~38.5 dBm의 값을 보였고, 전력부가효율은 약 8~16 %를 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.1083-1088
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• 2002

본 논문에서는 ISM대역에서 사용 가능한 5.8 GHz 고이득 증폭기를 MMIC로 설계 제작하였다. 능동소자로는 HEMT를 사용하였으며, 수동소자로는 spiral 인덕터 와 metal insulator metal 커패시터를 이용한 개별소자를 사용하였다. 고이득 증폭기의 안정도를 해결하기 위하여 RC 귀환회로를 사용하였으며 4단 증폭기를 사용하여 31 dB의 이득을 얻었다. 고이득 증폭기이므로 layout 시 수동 소자간의 결합효과에 의한 발진을 방지하기 위하여 소자간의 거리를 가능한 한 멀리하고, 입력단과 출력단 사이에 비아 접지를 두어 소자간의 결합효과를 최소화하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권1호
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• pp.42-46
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• 2003

In this paper, an MMIC broadband amplifier for wireless communication systems has been developed by using an active feedback method. This active feedback operates at much higher frequencies than a method by a spiral inductor feedback and its size is independent of the inductance value. The MMIC broadband amplifier was designed using a $0.5{\;}{\mutextrm{m}}$ MESFET library. The fabricated chip area was $1.4{\;}mm{\;}{\times}{\;}1.4{\;}mm. Measurement showed a gain of 18 dB with a gain flatness of ${\pm}3$ dB in a 1.5 GHz~3.5 GHz band. The maximum output power and the minimum noise figure were 14 dBm and 2.5 dB in the same band, respectively.

• ETRI Journal
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• 제32권1호
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• pp.151-153
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• 2010

A highly efficient linear and compactly integrated series-type Doherty power amplifier (PA) has been developed for wideband code-division multiple access handset applications. To overcome the size limit of a typical Doherty amplifier, all circuit elements, such as matching circuits and impedance transformers, are fully integrated into a single monolithic microwave integrated circuit (MMIC). The implemented PA shows a very low idle current of 25 mA and an excellent power-added efficiency of 25.1% at an output power of 19 dBm by using an extended Doherty concept. Accordingly, its average current consumption was reduced by 51% and 41% in urban and suburban environments, respectively, when compared with a class-AB PA. By adding a simple predistorter to the PA, the PA showed an adjacent channel leakage ratio better than -42 dBc over the whole output power range.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.623-624
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• 2006

In this paper, we introduce the design and fabrication of V-band power amplifier MMIC with excellent gain-flatness for IEEE 802.15.3c WPAN system. The V-band power amplifier was designed using ETRI' $0.12{\mu}m$ PHEMT process. The PHEMT shows a peak transconductance ($G_{m,peak}$) of 500 mS/mm, a threshold voltage of -1.2 V, and a drain saturation current of 49 mA for 2 fingers and $100{\mu}m$ total gate width (2f100) at $V_{ds}$=2 V. The RF characteristics of the PHEMT show a cutoff frequency, $f_T$, of 97 GHz, and a maximum oscillation frequency, $f_{max}$, of 166 GHz. The gains of the each stages of the amplifier were modified to have broadband characteristics of input/output matching for first and fourth stages and get more gains of edge regions of operating frequency range for second and third stages in order to make the gain-flatness of the amplifier excellently for wide band. The performances of the fabricated 60 GHz power amplifier MMIC are operating frequency of $56.25{\sim}62.25\;GHz$, bandwidth of 6 GHz, small signal gain ($S_{21}$) of $16.5{\sim}17.2\;dB$, gain flatness of 0.7 dB, an input reflection coefficient ($S_{11}$) of $-16{\sim}-9\;dB$, output reflection coefficient ($S_{22}$) of $-16{\sim}-4\;dB$ and output power ($P_{out}$) of 13 dBm. The chip size of the amplifier MMIC was $3.7{\times}1.4mm^2$.