• 전자공학회논문지A
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• 제32A권3호
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• pp.118-123
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• 1995

We have successfully fabricated a super low noise pseudomorphic HEMT(PHEMT) device with AlGaAs/InGaAs/GaAs sturcture by using improved T-Gate which have increased a large gaet cross-sectional area about two times in comparision with those of conventional T-gate processes. The PHEMSTs with 0.15$\mu$m-long and 140$\mu$m-wide gates have eshibited a super low noise characteristics, the noise figure of 0.45dB with associated gain of 10.87dB at 12GHz. The cut-off rewuqncy of the device is 94gHz with a transconductance of 418mS/mm.

• 한국진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.345-355
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• 2011

GaAs나 InP 기반의 high electron mobility transistor (HEMT) 소자들은 우수한 마이크로파 및 밀리미터파 주파수 특성 및 이에 따른 우수한 저잡음 특성을 가지고 있다. GaAs 기판 위에 점진적으로 성장된 메타몰픽(Metamorphic) HEMTs (MHEMTs)는 InP 기판 위에 성정한 HEMT에 비해 비용 측면에서 커다란 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 MHEMT의 DC/RF 소신호 특성을 예측하기 위하여 InAlAs/InGaAs/GaAs MHEMT 소자들의 DC/RF 소신호 주파수 특성을 시뮬레이션하였다. 2차원 소자 시뮬레이터의 hydrodynamic 전송 모델을 사용하여 $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}As$ 이종접합 구조를 갖는 제작된 0.1-${\mu}m$ ${\Gamma}$-게이트 MHEMT 소자에 대하여 파라미터 보정 작업을 수행한 후, MHEMT 소자들에 대해 DC 특성 및 RF 소신호 주파수 특성을 시뮬레이션하고 실험 데이터와 비교 분석하였다. 또한, 게이트 리세스 구조에 따른 MHEMT 소자들의 DC/RF 특성을 시뮬레이션하고 비교 분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.430-433
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• 2017

본 논문은 0.25 um GaN HEMT 공정을 이용하여 S/C/X-대역에서 저항 피드백 구조의 저잡음 증폭기 MMIC에 관한 연구이다. GaN 소자는 높은 항복 전압과 에너지 밴드갭 그리고 고온에서 안정성을 갖는 고출력 소자로서 장점을 가진다. 따라서 높은 선형성을 가지는 GaN 소자를 이용한 수신기는 리미터 없이 구현할 수 있기 때문에 수신기의 잡음 지수가 개선되고, 수신기 모듈의 크기를 줄일 수 있다. 제안한 GaN 저잡음 증폭기 MMIC는 S/C/X-대역에서 15 dB 이상의 이득, 3 dB 이하의 잡음 지수, 13 dB 이상의 입력 반사 손실, 그리고 8 dB 이상의 출력 반사 손실을 가진다. GaN 저잡음 증폭기 MMIC는 드레인 전압 20 V, 게이트 전압 -3 V일 때, 70 mA의 전류를 소모한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.1-5
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• 2011

본 논문에서는 AlGaN/GaN HEMT의 DC 및 RF 특성을 최적화 하기위해서 2차원 소자 시뮬레이터를 이용하여 연구를 진행하였다. 먼저, AlGaN층의 두께, Al mole fraction 의 변화에 따른 2차원 전자가스 채널의 농도변화가 생기는 현상을 바탕으로 DC특성을 분석하였다. 다음 게이트, 소스, 드레인 전극의 크기와 위치 변화에 따른 RF 특성을 분석하였다. 그 결과 Al mole fraction이 0.2몰에서 0.45몰로 증가할수록 전달이득(transconductance, $g_m$) 과 I-V 특성이 향상됨을 확인하였다. 한편 AlGaN층의 두께가 10nm에서 50nm로 증가할수록 I-V특성은 향상되지만 $g_m$은 감소하는것을 확인하였다. RF 특성에서는 게이트 길이가 가장 큰 영향을 미치며 그 길이가 짧을수록 RF특성이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.127-132
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• 2018

본 논문에서는 W-대역에서 동작하는 고이득 캐스코드 혼합기를 설계 및 제작하였다. W-대역과 같이 높은 주파수 대역에서는 소자의 성능저하로 인해 혼합기의 변환손실이 커지게 된다. 이는 송수신단 구성 시 RF 버퍼 증폭기와 같은 추가적인 이득을 줄 수 있는 회로의 추가로 이어지고 이는 시스템 전체의 선형성 및 안정성에 영향을 미친다. 따라서 혼합기 설계 시 변환이득을 최대화하는 설계가 필요하다. 본 논문에서는 혼합기의 변환이득을 최대화하는 것에 초점을 두고 높은 변환이득을 얻기 위해 혼합기의 바이어스를 최적화하였고, 로드-풀 시뮬레이션을 이용하여 출력 정합회로를 최적화하였다. 설계된 회로는 $0.1-{\mu}m$ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 제작하였고, 측정을 통해 성능을 검증하였다. 제작된 회로는 W-대역에서 -4.7 dB의 최대 변환이득과 2.5 dBm의 입력 1-dB 감쇄 전력이 측정되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.445-450
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• 2024

본 논문에서는 0.15-㎛ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 설계된 버랙터 없는 W-band(75-110 GHz) 전압제어 발진기(VCO)를 소개한다. 능동 인덕터를 활용하여 버랙터 없는 주파수 조절을 구현하였으며 능동 인덕터 회로는 게이트가 종단된 공통 게이트 스테이지를 이용하였다. 해당 능동 인덕터는 시뮬레이션 결과 기존의 버랙터 다이오드와 비교하여 넓은 주파수 조절 범위와 높은 Q-인자를 갖는다. 발진기 코어는 소스 피드백이 포함된 Colpitts 구조를 사용하였다. 구현된 버랙터 없는 W-band VCO의 측정 결과 88 GHz에서 5.7 dBm의 높은 출력 전력과 5.8 %의 주파수 조절 범위를 얻었으며 이 때 dc 전력 소모는 146 mW였다. 또한 해당 회로는 컴팩트한 레이아웃 디자인을 통해서 0.48 mm²의 작은 사이즈로 구현되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권10A호
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• pp.965-970
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• 2005

본 연구에서는 IEEE 802.11a 표준 무선랜 단말기에 활용 가능한 SPDT Tx/Rx 스위치 MMICs를 설계 및 제작하였다. 이를 위하여 먼저 핵심이 되는 pHEMT 스위치 소자의 에피구조를 설계하였으며, 한국전자통신연구원(ETRI의 $0.5{\mu}m$ pHEMT 스위치 공정을 이용하였다. 제작된 SPDT형 Tx/Rx 스위치 MMIC는 주파수 5.8 GHz, 동작전압 0/-3V에서 삽입손실 0.68 dB, 격리도 35.64 dB, 그리고 반사손실 13.4dB의 특성을 보였으며, 전력전송능력인 P1dB는 약 25dBm, 그리고 선헝성의 척도인 IIP3는 42 dBm 이상으로 평가되었다. 제작된 스위치 회로의 성능은 상용제품과 비교 분석한 결과 반사손실은 약간 부족하였으나 삽입손실은 비슷한 수준이며, 특히 격리도는 동작전압 ${\pm}$ 3V/0Vv, 주파수 5.8GHz에서 약 8 dB 이상 우수하였다. 이와 같은 여러 가지의 스위치 회로의 성능은 본연구에서 개발된 pHEMT SPDT 스위치는 IEEE802.11a 표준 5GHz 대역 무선랜에 충분히 할용할수 있을 것으로 생각된다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.335-340
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• 2013

본 논문은 InP 식각정지층을 갖는 MHEMT 소자의 항복전압을 증가시키기 위한 시뮬레이션 설계 논문이다. MHEMT 소자의 게이트 리세스 구조 및 채널 구조를 변경하여 시뮬레이션을 수행하였고 비교 분석하였다. MHEMT 소자의 드레인 측만을 완전히 제거한 비대칭 게이트 리세스 구조인 경우 $I_{dss}$ 전류가 90 mA에서 60 mA로 줄어들지만 항복 전압은 2 V에서 4 V로 증가함을 확인하였다. 이는 $Si_3N_4$ 보호층과 InAlAs 장벽층 사이의 계면에서 형성되는 전자-포획 음의 고정전하로 인해 채널층에서의 전자 공핍이 심화되어 나타나는 현상으로 이는 채널층의 전류를 감소시켜 충돌이온화를 적게 형성시켜 항복전압을 증가시킨다. 또한, 동일한 구조의 비대칭 게이트 리세스 구조에서 채널층을 InGaAs/InP 복합 채널로 바꾸어 설계한 구조에서는 항복전압이 5 V로 증가하였다. 이는 높은 드레인 전압에서 InP 층의 적은 충돌이온화와 이동도로 인해 전류가 더 감소했기 때문이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권1호
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• pp.143-148
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• 2006

본 논문에서는 이중대역 무선랜 응용을 위한 SPDT(single-pole double-throw) 스위치를 설계 및 제작하였다. 높은 격리도와 송신단의 선형성을 개선하기 위해 적층-게이트(stacked-gate)를 이용하는 비대칭구조를 제안하였다. 제안한 SPDT 스위치의 트랜지스터의 게이트-폭과 제어전압 그리고 적층-게이트의 개수는 모의실험을 통해 최적의 값으로 설계되었고, 500mS/mm의 Gmmax와 150GHz의 fmax를 갖는 $0.25{\mu}m$ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 제작하였다. 설계된 스위치는 $DC\~6GHz$ 대역에서 0.9dB 이하의 삽입손실과 송신시 40dB 이상의 격리도와 수신시 25dB 이상의 격리도를 나타내었고, -3/0V 제어전압으로 23dBm의 입력 PldB 를 보였다. 제작된 SPDT 스위치는 $1.8mm{\times}1.8mm$의 면적을 갖는다.