• 제목/요약/키워드: current-gain cutoff frequency (fT)

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IEEE802.15.3c WPAN 시스템을 위한 60 GHz 저잡음증폭기 MMIC (60 GHz Low Noise Amplifier MMIC for IEEE802.15.3c WPAN System)

  • 장우진;지홍구;임종원;안호균;김해천;오승엽
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.227-228
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    • 2006
  • In this paper, we introduce the design and fabrication of 60 GHz low noise amplifier MMIC for IEEE802.15.3c WPAN system. The 60 GHz LNA was designed using ETRI's $0.12{\mu}m$ 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 performances of the fabricated 60 GHz LNA MMIC are operating frequency of $60.5{\sim}62.0\;GHz$, small signal gain ($S_{21}$) of $17.4{\sim}18.1\;dB$, gain flatness of 0.7 dB, an input reflection coefficient ($S_{11}$) of $-14{\sim}-3\;dB$, output reflection coefficient ($S_{22}$) of $-11{\sim}-5\;dB$ and noise figure (NF) of 4.5 dB at 60.75 GHz. The chip size of the amplifier MMIC was $3.8{\times}1.4\;mm^2$.

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40nm InGaAs HEMT's with 65% Strained Channel Fabricated with Damage-Free $SiO_2/SiN_x$ Side-wall Gate Process

  • Kim, Dae-Hyun;Kim, Suk-Jin;Kim, Young-Ho;Kim, Sung-Wong;Seo, Kwang-Seok
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제3권1호
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    • pp.27-32
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    • 2003
  • Highly reproducible side-wall process for the fabrication of the fine gate length as small as 40nm was developed. This process was utilized to fabricate 40nm InGaAs HEMTs with the 65% strained channel. With the usage of the dual $SiO_2$ and $SiN_x$ dielectric layers and the proper selection of the etching gas, the final gate length (Lg) was insensitive to the process conditions such as the dielectric over-etching time. From the microwave measurement up to 40GHz, extrapolated fT and fmax as high as 371 and 345 GHz were obtained, respectively. We believe that the developed side-wall process would be directly applicable to finer gate fabrication, if the initial line length is lessened below the l00nm range.

Metamorphic HEMT를 이용한 우수한 성능의 94 GHz MMIC 저잡음 증폭기 (High-performance 94 GHz MMIC Low Noise Amplifier using Metamorphic HEMTs)

  • 김성찬;안단;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권8호
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    • pp.48-53
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    • 2008
  • 본 논문에서는 100 nm InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT (high electron mobility transistor)를 이용하여 94 GHz 대역 응용에 적용 가능한 MMIC (millimeter-wave monolithic integrated circuit) 저잡음 증폭기를 구현하였다. 94 GHz MMIC 저잡음 증폭기 구현을 위하여 제작된 $100nm\times60{\mu}m$ MHEMT의 측정결과, 655 mA/mm의 드레인 전류 밀도, 720 mS/mm의 최대전달컨덕턴스를 얻었으며, RF 특성으로 전류이득차단주파수는 195 GHz, 최대공진주파수는 305 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 구축된 MHEMT와 CPW 라이브러리를 이용하여 구현된 MMIC 저잡음 증폭기의 측정결과, 94 GHz에서 $S_{21}$ 이득은 14.8 dB, 잡음지수는 4.6 dB의 우수한 특성을 얻었다. 전체 칩의 크기는 $1.8mm\times1.48mm$이다.

70 nm MHEMT와 DAML 기반의 하이브리드 링 커플러를 이용한 우수한 성능의 94 GHz 단일 평형 혼합기 (High-performance 94 GHz Single Balanced Mixer Based on 70 nm MHEMTs and DAML Technology)

  • 김성찬;임병옥;백태종;신동훈;이진구
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.857-860
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    • 2005
  • We reported 94 GHz, low conversion loss, and high isolation single balanced active-gate mixer based on 70 nm gate length InGaAs/InAlAs metamorphic high electron mobility transistors (MHEMTs). This mixer showed that the conversion loss and isolation characteristics were 2.5 ${\sim}$ 2.8 dB and under -30 dB, respectively, in the range of 93.65 ${\sim}$ 94.25 GHz. The low conversion loss of the mixer is mainly attributed to the high-performance of the MHEMTs exhibiting a maximum drain current density of 607 mA/mm, a extrinsic transconductance of 1015 mS/mm, a current gain cutoff frequency ($f_t$) of 330 GHz, and a maximum oscillation frequency ($f_{max}$) of 425 GHz. High isolation characteristics are due to hybrid ring coupler which adopted dielectric-supported air-gapped microstrip line (DAML) structure using surface micromachined technology. To our knowledge, these results are the best performance demonstrated from 94 GHz single balanced mixer utilizing GaAs-based HEMTs in terms of conversion loss as well as isolation characteristics.

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전력증폭기용 SiC 기반 GaN TR 소자 제작 (Fabrication of GaN Transistor on SiC for Power Amplifier)

  • 김상일;임병옥;최길웅;이복형;김형주;김륜휘;임기식;이정희;이정수;이종민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.128-135
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    • 2013
  • 본 논문에서는 Si가 도핑된 Modulation-doped AlGaN/GaN 이종 접합 구조를 가지는 전력증폭기용 MISHFET 소자를 제작하였다. 제작된 GaN TR 소자는 6H-SiC(0001)의 Substrate 위에 성장시켰으며, 180 nm의 gate length를 가진다. 제작된 소자를 측정한 결과, 837 mA/mm의 최대 드레인 전류 특성, 177 mS/mm의 $g_m$(Tranconductance)을 가지며, $f_T$는 45.6 GHz, $f_{MAX}$는 46.5 GHz로 9.3 GHz에서 1.54 W/mm의 전력 밀도와 40.24 %의 PAE를 가지는 것으로 확인되었다.

70 nm MHEMT와 DAML 기술을 이용한 우수한 성능의 94 GHz 단일 평형 혼합기 (High-performance 94 GHz Single Balanced Mixer Based On 70 nm MHEMT And DAML Technology)

  • 김성찬;안단;임병옥;백태종;신동훈;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권4호
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    • pp.8-15
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    • 2006
  • 본 논문에서는 70 nm InGaAs/InAlAs MHEMT와 DAML 기반의 하이브리드 링 결합기를 이용하여 낮은 변환 손실과 높은 격리도 특성을 갖는 94 GHz 단일 평형 혼합기를 개발하였다. 혼합기에 사용된 MHEMT는 607 mA/mm의 드레인 전류 밀도, 1015 mS/mm의 전달컨덕턴스, 330 GHz의 전류이득차단주파수, 425 GHz의 최대공진주파수 특성을 나타내었다. 제작된 하이브리드 링 결합기는 $85GHz{\sim}105GHz$의 범위에서 $3.57{\pm}0.22dB$의 커플링 손실과 $3.80{\pm}0.08dB$의 삽입 손실 특성을 나타내었다. 혼합기의 측정 결과, $93.65GHz{\sim}94.25GHz$의 범위에서 $2.5dB{\sim}2.8dB$의 변환 손실 특성과 -30 dB 이하의 격리도 특성을 얻었으며, 94 GHz의 중심주파수에서 6 dBm의 LO 전력을 인가하였을 때 2.5 dB의 최소 변환 손실 특성을 얻었다. 변환 손실 및 격리도 특성을 고려할 때, 본 논문에서 개발된 혼합기의 특성은 지금까지 보고된 GaAs 기반 HEMT소자들을 사용하는 94 GHz 대역용 혼합기 중에 가장 우수한 결과물이다.