본 논문에서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT기술을 기반으로 하여 D-Band(110 - 140 GHz) 대역에서 동작하는 MMIC 2단 구동 증폭기를 제작하였다. 제작된 구동 증폭기는 밀리미터파 대역인 110 GHz에서 10 dB 이상의 우수한 $S_{21}$ 이득 특성을 보였으며, 이때 반사 특성 또한 $S_{11}$ -3.5 dB와 $S_{22}$ -6.5 dB로 양호한 특성을 얻었다. 이러한 높은 성능의 MMIC 구동증폭기의 특성은 주로 MHEMT 성능에 기인한다. 본 논문에서 적용한 $0.1{\mu}m$ MHEMT는 760 mS/mm의 전달컨덕턴스 특성과 195 GHz의 차단주파수 391 GHz의 최대공진 주파수 특성을 갖는다.
Kim, Hong-Teuk;Jeon, Moon-Suk;Chung, Ki-Woong;Youngwoo Kwon
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제2권2호
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pp.125-131
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2002
This paper presents MMIC drive and power amplifiers covering 6-18 ㎓. For simple wideband impedance matching and less sensitivity to fabrication variation, modified distributed topologies are employed in the both amplifiers. Cascade amplifiers with a self-biasing circuit through feedback resistors are used as unit gain blocks in the drive amplifier, resulting in high gain, high stability, and compact chip size. Self impedance matching and high-pass, low-pass impedance matching networks are used in the power amplifier. In measured results, the drive amplifier showed good return losses ($S_11,{\;}S_{22}{\;}<{\;}-10.5{\;}dB$), gain flatness ($S_{21}={\;}16{\;}{\pm}0.6{\;}dB$), and $P_{1dB}{\;}>{\;}22{\;}dBm$ over 6-18 GHz. The power amplifier showed $P_{1dB}{\;}>{\;}28.8{\;}dBm$ and $P_{sat}{\;}{\approx}{\;}30.0{\;}dBm$ with good small signal characteristics ($S_{11}<-10{\;}dB,{\;}S_{22}{\;}<{\;}-6{\;}dB,{\;}and{\;}S_{21}={\;}18.5{\;}{\pm}{\;}1.25{\;}dB$) over 6-18 GHz.
In this paper, a MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) broadband drive amplifier for wireless communication system has designed using active feedback method. The MMIC brodband amplifier was designed using 0.5$\mu\textrm{m}$ MESFET of ETRI library. Simulation results show that gain is 22 dB, and gain flatness ${\pm}$1 dB. Maximum output power 15 dBm and noise figure 2.5 dB in bandwidth 500 MHz ~3.0 GHz. The MMIC Broadband amplifer's chip area is 14mm${\times}$1.4mm.
In this paper, to substitute the existing TWTA(Travailing Wave Tube Amplifier) component in small radar system, we developed the Ku band SSPA(Solid-State Power Amplifier) based on the fabrication of power MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) chips. For the development of the 500 W SSPA, the 40 W-grade power MMIC was designed by ADS(Advanced Design System) at Keysight company with UMS GH015 library, and was processed by UMS foundry service. And 70 W main power modules were achieved the 2-way T-junction combiner method by using the 40 W-grade power MMICs. Finally, the 500 W SSPA was fabricated by the wave guide type power divider between the drive power amplifier and power modules, and power combiner with same type between power modules and output port. The electrical properties of this SSPA had 504 W output power, -58.11 dBc spurious, 1.74 °/us phase variation, and -143 dBm/Hz noise level.
GaAs pHEMT 기술로 V-band 수신단 각 MMIC 회로들을 설계 제작하였다. 또한 이를 집적하여 V-band downconverter module을 제작하였다. 제작된 downconverter는 24 dBm의 출력을 내는 LO 구동 전력 증폭기, 20dB의 소신호 이득을 가지는 저잡음증폭기, -1.6dBm의 출력을 내는 active parallel type의 발진기, 6 dB 이상의 변환이득 특성을 나타내는 cascode type의 혼합기로 구성되어 있다. 이처럼 혼합기의 우수한 변환이득 특성은 밀리미터파 대역에서 변환 이득 특성을 키우기 위해 반드시 필요한 거대한 IF buffer amplifier의 필요를 없애 주었다. 완성된 downconverter module의 측정결과 별도의 IF buffer amplifier없이 57.5 GHz와 61.7 GHz 사이에서 20 dB 이상의 높은 변환이득을 얻을 수 있었다.
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.
Ka 대역의 25 W급 SSPA를 제작하기 위하여 상용 $0.15{\mu}m$ GaN 공정을 이용 구동증폭기(Drive Amplifier : DRA) 및 고출력증폭기(High Power Amplifier : HPA) 초고주파 단일 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuit : MMIC)를 설계 및 제작하여 특성 평가하였고, SSPA(Solid State Power Amplifier)의 주요 부속품인 MS-to-WR28 변환기 및 WR28 전력합성기를 설계 및 제작, 평가하여 Ka 대역 GaN 기반 SSPA를 제작하였다. 제작 결과, 주파수 29~31 GHz 대역에서 포화출력 44.2 dBm 이상, 전력부가효율 16.6 % 이상, 전력이득 39.2 dB의 특성을 나타내었다.
A 77GHz MMIC transceiver module consisting of a power amplifier, a low noise amplifier, a drive amplifier, a frequency doubler and a down-mixer has been developed for automotive forward-looking radar sensor. The MMIC chip set was fabricated using $0.15{\mu}m$ gate-length InGaAs/InAlAs/GaAs mHEMT process based on 4-inch substrate. The power amplifier demonstrated a measured small signal gain of over 20dB from $76{\sim}77GHz$ with 15.5dBm output power. The chip size is $2mm{\times}2mm$. The low noise amplifier achieved a gain of 20dB in a band between $76{\sim}77\;GHz$ with an output power of 10dBm. The chip size is $2.2mm{\times}2mm$. The driver amplifier exhibited a gain of 23dB over a $76{\sim}77\;GHz$ band with an output power of 13dBm. The chip size is $2.1mm{\times}2mm$. The frequency doubler achieved an output power of -16dBm at 76.5GHz with a conversion gain of -16dB for an input power of 10dBm and a 38.25GHz input frequency. The chip size is $1.2mm{\times}1.2mm$. The down-mixer demonstrated a measured conversion gain of over -9dB. The chip size is $1.3mm{\times}1.9mm$. The transceiver module achieved an output power of 10dBm in a band between $76{\sim}77GHz$ with a receiver P1dB of -28dBm. The module size is $8{\times}9.5{\times}2.4mm^3$. This MMIC transceiver module is suitable for the 77GHz automotive radar systems and related applications in W-band.
Kim, Wansik;Yeo, Hwanyong;Lee, Juyoung;Kim, Young-Gon;Seo, Mihui;Kim, Sosu
International journal of advanced smart convergence
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제11권2호
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pp.53-58
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2022
In this paper, w-band frequency synthesizer was developed for frequency-modulated continuous wave (FMCW) radar sensors. To achieve a small size and high performance, We designed and manufactured w-band MMIC chips such as up-converter one-chip, multiplier, DA (Drive Amplifier) MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit), etc. And interposer technology was applied between the W-band multiplier and the DA MMIC chip. As a result, the measured phase noise was -106.10 dBc@1MHz offset, and the frequency switching time of the frequency synthesizer was less than 0.1 usec. Compared with the w-band frequency synthesizer using purchased chips, the developed frequency synthesizer showed better performance.
본 논문에서는 고 효율 및 고 출력 특성을 가지는 질화갈륨(GaN) 소자를 이용하여 WiMAX 및 LTE System에 사용될 수 있는 DPD용 Pallet Amplifier를 제작하였다. 제작된 Pallet Amplifier는 Pre-drive로써 저 전류의 MMIC를 채택하고, Drive 단과 Main 단에 15W 급과 30W 급의 질화갈륨 소자를 사용 하였으며, 추가적인 효율 개선을 위해 PCB상에 Doherty Structure를 적용함으로써 보다 높은 효율을 구현하였다. 제작된 Pallet Amplifier는 음 전원 Bias 제어 회로, 온도에 따른 Gain 보상회로, Sequence 회로 및 Main 전원 Drop에 따른 보호 회로를 구현하였다. WiMAX Signal을 이용한 Modulation Power 10Watt Test에서 약 36.8~38.3%의 Pallet 효율과 DPD Solution인 TI GC5325SEK DPD Board 사용 시 ACLR은 약 46dBc 이상을 가지는 것으로 측정되었다. 본 논문에서 제작된 Pallet Amplifier는 Upper Band와 Lower Band로 나누어 제작되었던 기존 Pallet Amplifier와 달리 하나의 Pallet Amplifier로 2496~2690MHz에서 모두 사용하면서 종전에 사용되고 있는 Pallet Amplifier에 비해 Size가 최소 10% 이상 축소되어 효율 및 크기 면에서 종전 Pallet Amplifier보다 큰 이점을 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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