A Medium Power Single-Pole-Double-Throw MMIC Switch for IEEE 802.11a WLAN Applications

In this paper, SPDT Tx/Rx MMIC switch applicable to IEEE 802.11a WLAN systems is designed and fabricated using a specific designed epitaxial layered pHEMT wafer and ETRI's $0.5{\mu}m$ pHEMT switch process. The SPDT switch exhibits a low insertion loss of 0.68dB, high isolation of 35.64dB, return loss of 13.4dB, power transfer capability of 25dBm, and 3rd order intercept point of 42dBm at frequency of 5.8GHz and control voltage of 0/-3V. The comparison of the measured performances with commercial products based on the GaAs pHEMT technology for low voltage operating at ${\pm}$ 3V/0V shows that the return loss is somewhat inferior to the commercial products and insertion loss is compatible with each other however, isolation characteristics are much better than in conventional chips. Based on these performances, we can conclude that the developed SPDT switch MMIC has an enough potential for IEEE802.11a standard 5 GHz-band wireless LAN applications.

IEEE 802.11a 무선랜용 중간전력 SPDT 초고주차단일집적회로 스위치 제작 및 특성

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.