• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.46-46
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• 2011

본 논문에서는 전세계적으로 차세대 화합물반도체 플랫폼으로 각광을 받고 있는 GaN 전력소자의 연구개발 동향에 관하여 발표하고자 한다. GaN 반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$)등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. 전반부에서는 미국, 유럽을 중심으로 한 대형 국책 연구프로젝트등 RF 전력증폭기 연구개발 동향을, 후반부에서는 일본, 미국, 유럽에서 급속도로 진행되는 전력반도체 연구개발 동향에 관하여 알아본다. 이러한 총체적인 동향 분석을 통하여 차세대 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 GaN 반도체의 연구개발 방향과 상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.27 no.1
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• pp.92-95
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• 2016

In this paper, an UHF-band 1 kW solid-state pulsed power amplifier was designed and implemented for the thermoacoustic imaging(TAI) at 900 MHz. The designed power amplifier has a pulse width of $80{\mu}s$ and a duty cycle of 1 % for short-pulse operation. The overall amplifier was implemented by combining of 16 single-power amplifiers adopting MRFE6P9220HR3 LDMOSFET using wilkinson power dividers. The solid-state pulsed power amplifier shows 25 % drain efficiency with a gain of 76.2 dB when the output power is 60.2 dBm for a -16 dBm input power at center frequency.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.105-105
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• 2012

본 논문에서는 전세계적으로 차세대 에너지절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN 소자의 연구개발 동향에 관하여 발표하고자 한다. GaN 반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$)등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. 고출력용 GaN RF 전력증폭 소자의 전력밀도는 기존 Si-기반 LDMOS 트랜지스터보다 10배 이상 높아 제품의 소형화와 경량화를 통하여 30% 이상의 전력절감이 가능하며, 레이더, 위성등 송수신 트랜시버 모듈에 GaN 전력증폭기를 이용할 경우 기존 GaAs-기반 전력증폭기에 비하여 높은 전력밀도(>x8)와 높은 효율(>20%)로 인하여 모듈 크기를 50% 이상 줄임과 동시에 경량화를 이룰 수 있어 비행기, 위성등 탑재체의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있다. 고전력용 GaN 전력 스위칭 소자는 기존 Si-기반 IGBT에 비하여 스위칭 손실과 온-저항 손실이 낮아 30% 이상의 에너지 절감이 가능하다. 뿐만 아니라, 일본 도요타 자동차사의 보고에 의하면 HEV등 전기자동차의 DC-DC 부스터 컨버터나 DC-AC 인버터에 GaN 전력반도체를 적용할 경우 경량화, 변환효율 향상, 전용 냉각시스템을 제거할 수 있어 연료소모를 10% 이상 줄일 수 있어 연간 400불 이상의 에너지 절감 효과를 가진다. 이러한 에너지절감 효과는 미국, 유럽, 일본등 선진국을 중심으로 차세대 GaN 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 치열한 경쟁 구도의 구동력이 될 것이며, 본 논문을 통하여 GaN 반도체의 연구개발 방향과 상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.22 no.4
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• pp.319-324
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• 2018

In this paper, a high power amplifier using RF power solid-state semiconductor is implemented to overcome a problem of plasma generator which has the low efficiency, short life span, the difficult maintenance and the high-operation cost. This power amplifier consists of a radial combiner of low-loss and high power operation and the sixteen 300 W power amplifiers to obtain 3 kW output power for high power operation implemented in semiconductors at industrial scientific medical (ISM) band of 2.45 GHz. In addition, this amplifier overcomes the problem of heat generation due to high power by applying a water-cooled structure to the individual amplifiers. This power amplifier, which is made up of a small system, achieves 50% efficiency at the desired output.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.22 no.12
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• pp.1139-1147
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• 2011

In this paper, a design and fabrication of GaN power amplifier for the S-band frequency (400 MHz bandwidth) are presented. A combining path using ${\lambda}$/4 transmission line is implemented for GaN pallet amp. Both the combiner with suspended-type transmission structure for low-loss and the suspended stripline coupler with aperture coupling for auto gain control are realized for achieving high-power high-efficiency amplifier. Proposed power amplifier demonstrated a 5 kW peak output power, 27.8 % efficiency, 67 dB gain without ALC and a 4 kW peak output power, 25.5 % efficiency, 0.1 dB droop at 200 usec pulse width and 10 % duty with ALC.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.17 no.11
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• pp.2479-2485
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• 2013

In this paper, we present a design for solid-state radar SSPA with sequential bias. We apply to variable extension pulse generator to eliminate signal distortion which is caused by bias rising/falling delay of power amplifier. There is an optimum impedance matching circuit to have high efficiency of GaN-power device by measuring microwave characteristics through load-pull method. The designed SSPA is consisted of pre-amplifier, drive-amplifier and main-amplifier as a three stages to apply for X-Band solid-state radar. Thereby we made a 200W SSPA which has output pulse maximum power shows 53.67dBm and its average power is 52.85dBm. The optimum design of transceiver module for solid-state pulse compression radar which is presented in this dissertation, it can be available to miniaturize and to improve the radar performances through additional research for digital radar from now on.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.27 no.1
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• pp.74-85
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• 2012

차세대 화합물 반도체 플랫폼으로 각광을 받고 있는 GaN 전자소자 글로벌 연구개발 동향에 관하여 기술하고자 한다. GaN 전자소자는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$) 등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. GaN 전자소자 기술동향에서는 먼저 미국, 유럽, 일본을 중심으로 한 대형 국책 연구프로젝트 분석을 통한 RF 전력증폭기 연구개발 방향을 살펴보고, 후반부에서는 이동통신 기지국, 선박 및 군용 레이더 트랜시버용 고출력 RF 전력증폭기의 응용 분야에 관하여 알아본다. 이러한 총체적인 동향분석을 통하여 차세대 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 GaN 전자소자의 연구개발 방향과 조기상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.

• 전기의세계
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• v.25 no.4
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• pp.12-16
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• 1976

Thyristor등의 반도체등의 전자장치를 사용하여 전력의 변환, 제어 및 개폐등을 행하는 기술분야를 1962년 Storm씨가 Solidstate Power Electronics라고 부르기 시작한 이래 급속한 발전을 이룩하여 왔음은 다 아는 사실이다. Storm씨는 1950년대에 전력제어를 위한 장치로써 가포화 리액터를 이용한 자기증폭기의 개발과 이론전개에 공헌한 분으로 전력용 반도체 소자의 개발의 필요성과 그 응용면의 가치를 가장 절실히 느끼고 있었다. 이는 자기증폭기가 무접점의 자기적 switch가 기계적인 switch에 비하여 응답속도가 빠른 것은 사실이나 400Hz 이상에서는 그 한계성을 가져왔기 때문에 새로운 소자 즉 전자적 전력 switch의 개발의 필요성을 당연하였던 것이다. 이상과 같은 소자들은 동작면에서 전압의 증폭을 대상으로 한것이 아니고 전류의 단속에 의한 전력변환을 목적으로 한 것이라고 볼 수 있다. 즉, 단위전하의 에너지로 표시되는 전압의 조정이 아니고 전하의 수를 조정하는 전류조정작용을 가지 소자라는 점에서 이들을 이용한 장치는 전류제어형이어야만 할 것이다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.13 no.6
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• pp.538-545
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• 2002

In the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, the nonlinear distortion in the high power amplifier(HPA) degrades the system performance because of the high peak-to-average power ratio (PAPR). In this paper, a semi-analytical method is newly proposed for the performance evaluation of the nonlinearly distorted OFDM communication system. In the proposed method, at first, the probability density function (pdf) of the PAPR is generated by computer simulation. Then, mean and variance of the non-linear distortion noise process are computed. Next, the overall BER is found by the analytical method. When the equivalent SSPA model is applied in case of the QPSK/16-QAM and AWGN channel, the BER is calculated for the variation of the IBO(input back-off) and PAPR parameter. It is shown that the results by proposed method are very similar to those of the conventional Monte-Carlo method. The computation time can be considerably reduced than the conventional method that depends on the magnitudes of BER and IBO.

• 전기의세계
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• v.59 no.2
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• pp.24-28
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• 2010