• 한국전자파학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.15-22
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• 2008

본 논문에서는 전송 선로 이론을 기반으로 분산형 증폭기의 역방향 전류 성분을 수식적으로 분석하고, 역방향 전류 성분을 상쇄시켜 최소화하기 위한 최적의 전송 선로의 길이를 구하는 방법을 제시하였다. 기존의 설계방법에서는 역방향 전류 성분을 종단 부하를 통해 단순히 소모시키는 형태이므로 게이트와 드레인 전송 선로의 길이 결정 기준이 설계상에서 뚜렷하게 주어져 있지 않았지만, 제안하는 방법에서는 역방향 전류 성분들이 서로 상쇄가 일어나도록 하는 전송 선로의 길이를 결정하는 이론적 바탕을 제시함으로써 좀 더 체계적인 설계 방법을 제시하고 있다. 제안하는 이론의 검증을 위하여 회로 시뮬레이션을 수행하였고, pHEMT 트랜지스터를 이용하여 차단 주파수가 3.6 GHz인 최적 전송 선로를 이용한 분산형 증폭기를 제작하였다. 측정을 통해 얻은 결과로서 동작 주파수 범위 내에서 최대 이득은 14.5 dB, 최소 이득은 12.8 dB로 측정되었다. 또한, 제안하는 분산형 증폭기의 측정된 효율은 3 GHz에서 25.6 %로 기존의 일반적인 분산형 증폭기에 비해 약 7.6 % 개선되었다. 출력 전력은 일반적인 분산형 증폭기에 비해 약 1.7dB 개선된 10.9 dBm을 얻었다. 이러한 성능 개선은 역방향 전류의 상쇄로 인한 것으로 분석된다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권11호
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• pp.836-845
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• 2001

고정도 전류-모드 신호 처리를 위한 새로운 완전-차동형 바이폴라 전류 감산기(FCS)와 이를 이용한 전류-제어 전류 증폭기(CCCA)를 설계했다. 완전-차동 전류 출력을 얻기 위해, FCS는 낮은 전류-입력 임피던스를 갖는 두 개의 전류 폴로워가 좌우 대칭적으로 구성되어 있다. CCCA는 출력전류를 바이어스 전류로 제어하기 위해 완전 차동형 전류 감산기(FCS)와 단일 전류 출력단을 갖는 전류 이득 증폭기(CGA)로 구성되었다. 시뮬레이션 결과 FCS는 5 Ω의 전류-입력 임피던스와 우수한 선형성을 갖는다는 것을 확인하였다. 또한, CCCA는 바어이스 전류를 100μA에서 20 mA까지 가변했을 경우 20 MHz의 3-dB 차단 주파수를 갖는다는 것을 확인하였다. FCS와 CCCA의 전력 소비는 각각 1.8 mW와 3 mW이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권11호
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• pp.828-835
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• 2001

고정도 전류-모드 신호 처리를 위한 새로운 바이폴라 트랜스레지스턴스 증폭기(TRA)와 이것의 오프셋 보상된 TRA를 제안하였다. 두 TRA는 전류 입력을 위한 두 개의 전류 폴로워, 전류차를 얻기 위한 전류 가산기, 전류를 전압으로 변환시키기 위한 저항, 그리고 전압 출력을 위한 전압 폴로워로 구성되었다. 오프셋 보상된 TRA는 TRA의 오프셋 전압을 감소시키기 위한 다이오드 결선된 npn과 pnp 트랜지스터를 채용하였다. 시뮬레이션 결과, TRA근 입-출력 단자에서 0.5 Ω의 임피던스와 40 mV의 오프셋 전압을 갖고 있다는 것이 확인되었다. 오프셋 보상된 TRA는 1.1 mV의 오프셋 전압과 0.25 Ω의 임피던스를 갖고 있다. 두 개의 TRA를 단위-이득의 트랜스레지스턴스를 갖는 전류-전압 변환기로 이용할 때 3-dB 차단 주파수는 40 MHz이다. 제안한 두 TRA의 전력 소비는 11.25 mW이다.

• 한국진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.239-250
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• 2003

실리콘-게르마늄 이종접합 바이폴라 트랜지스터 (SiGe HBT)에서 발생하는 신뢰성 열화 현상을 고찰하였다. SiGe HBT의 경우에 전류이득 감소, AC특성 저하, 오프셋 전압이 자주 관찰되는데 그 원인으로는 각각 에미터-베이스 역 바이어스 전압 스트레스, 과도촉진확산 (transient enhanced diffusion), 공정 변동 (fluctuation)에 따른 베이스-콜렉터 접합 특성 저하를 들 수 있다. 에미터-베이스 접합에 역 바이어스 전압 스트레스가 걸리면 에미터-베이스 접합면의 테두리 부분에서 높은 에너지를 가지는 전자와 정공들이 생성되고, 이들 전자와 정공들이 실리콘-산화막 계면 및 산화막 내부에 전하를 띈 트랩을 생성하기 때문에 재결합에 의한 베이스 누설전류가 증가하여 소자의 전류이득은 크게 감소하게 된다. 에미터-베이스 접합과 외부 베이스의 거리가 임계 값보다 짧을 때에는 소자의 차단주파수($f_t$)가 감소하게 되는데 이것은 외부 베이스 이온주입에 의하여 내부 베이스 내의 도펀트의 확산이 촉진되어 나타나는 현상이다. 외부 베이스 이온주입 에너지가 충분하지 않은 경우에는 콜렉터-베이스 접합의 턴온 전압이 감소하여 전류-전압 특성 곡선에서 오프셋 전압이 발생하게 된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.85-89
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• 2017

본 논문에서는 요즘 많은 관심이 대두되고 있는 무선전력전송에 사용하는 렉테나를 소형화시키기 위해 대역저지필터(BSF)를 포함시켜 고조파를 억제시킨 IoT 센서용 소형 마이크로스트립 패치 안테나를 제안한다. 재 방사 될 수 있는 고조파 성분을 억압하기 위하여 대역저지필터 역할을 하는 U-slot을 안테나의 그라운드 면에 삽입시킴으로써 안테나의 크기를 그대로 유지하면서도 고조파를 제거할 수 있는 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나를 제작하여 측정해본 결과 BSF를 포함하지 않은 기준 안테나의 제 2고조파(4.6GHz)의 S11이 -5.61dB이었고, BSF를 포함한 안테나의 S11은 -0.338dB로 줄어들었으며, 방사효율도 29.76%에서 1.5%로 확연히 억제되었다. 또한 최대이득은 BSF를 포함하지 않은 안테나의 경우 2.89dBi에서 BSF를 포함한 안테나의 경우 -12dBi로 줄어드는 것을 확인하였다. 반면 기본주파수(2.45GHz)에서는 S11값이 -18dB 에서 -15dB로 줄어들었고, 효율도 68.2%에서 60%로 약간 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제안한 대역저지 필터를 결합한 마이크로스트립 안테나를 렉테나에 응용할 경우, 고조파 차단 필터가 차지하는 많은 면적을 줄이면서도, 렉테나의 성능을 저하시키는 고조파 성분도 효과적으로 제거할 수 있을 것이라 사료된다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권6호
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• pp.39-47
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• 1998

본 논문에서는 오버샘플링 A/D변환기의 핵심 회로인 Σ-△변환기를 0.6㎛ CMOS공정을 이용하여 설계하였다. 설계과정은 우선 모델을 개발하여 S-영역에서 적절한 전달함수를 구한 후, 이를 시간 영역의 함수로 변환하여 연산 증폭기의 DC 전압이득, 슬루율과 같은 비 이상적인 요소들을 인가하여 검증하였다. 제안된 시그마-델타 변환기(Sigma-delta modulator, Σ-△변환기)는 음성 신호 대역에 대하여 64배 오버샘플링하며, 다이나믹 영역은 110 dB이상, 최대 S/N비는 102.6 dB로 설계하였다. 기존의 4차 Σ-△ 변환기는 잡음에 대한 전송영점의 위치를 3,4차 적분기단에 인가하는데 반하여 제안된 방식은 잡음에 대한 전송영점을 1,2차 적분기단에 인가함으로써 전체적인 커패시터의 크기가 감소하여 회로의 실질적인 면적이 감소하며, 성능이 개선되고, 소모 전력이 감소하였다. 또한 단위시간에 대한 출력값의 변화량이 3차 적분기의 경우에 비하여 작으므로 동작이 안정적이고, 1차 적분기의 적분 커패시터의 크기가 크므로 구현이 용이하며, 잡음에 대한 억제효과를 이용하여 3차 적분기단의 크기를 감소시켰다. 본 논문에서는 모델 상에서 전체적인 전달함수를 얻고, 신호의 차단주파수를 결정하며, 각 적분기의 출력신호를 최대화하여 적분기 출력신호의 크기를 증가시키고, 최대의 성능을 가지는 잡음에 대한 전송영점을 결정하는 기법을 제안한다. 설계된 회로의 실질적인 면적은 5.25 ㎟이고, 소모전력은 5 V 단일전원에 대하여 10 mW이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.559-569
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• 2012

본 논문에서는 단일 급전부를 갖는 레이다 디턱테용 X 밴드(10.525 GHz) $1{\times}2$ 배열 안테나와 K 밴드(24.15 GHz) $3{\times}6$ 배열 안테나를 제안한다. 제안된 배열 안테나의 왼편에는 X 밴드 배열 안테나가 있고 오른편에는 K 밴드 배열 안테나가 있다. 두 개의 배열 안테나는 하나의 전송 선로를 통해 급전이 되고, stub가 각 배열 안테나의 앞부분에 있다. 서로 다른 동작 주파수를 갖는 배열 안테나를 일반적인 T-junction을 이용하여 하나의 전송선로로 급전할 경우, 서로 영향을 주어 배열 안테나의 특성이 크게 바뀌게 된다. 이러한 영향을 차단하기 위해 open, short 특성을 이용하여 stub를 설계하였다. 먼저 각 배열 안테나에 stub가 연결되어도 안테나 특성이 바뀌지 않는 것을 확인하였고, 최종적으로 두 개의 배열 안테나를 연결하여 하나의 전송 선로로 급전을 하여도 성능이 바뀌지 않는 것을 확인하였다. 측정한 이득은 X 밴드에서 6.47 dBi, K 밴드에서 13.07 dBi로 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다.