• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.354-356
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• 2013

본 논문에서는 CMOS 스위치를 이용한 디지털 이득 제어 구조를 가진 이득 조절 증폭기 (PGA, Programmable Gain Amplifier)를 제안한다. 기존의 아날로그 이득 제어 방식에서는 가변적인 트랜스 컨덕턴스를 활용하는 과정에서 바이어스 전류나 전압에 의해 이득이 변하게 되어 순간적으로 구성회로의 바이어스 포인트가 변하기 때문에 왜곡이 발생하게 되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 gm-boosting 증폭기를 변형한 디지털 이득 제어 방식으로 설계되어 있기 때문에 우수한 선형성을 가지며 특수 목적에 맞도록 그 이득을 6dB에서 60dB까지 7가지 단계로 조절 가능하다. 제안한 PGA는 기존 회로에 비해 0.2dB 보다 작은 이득오차와 0.47mW의 낮은 소비전력 특성을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권6A호
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• pp.697-704
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• 2004

본 논문에서 0.5$\mu\textrm{m}$ GaAs MESFET을 이용하여 5GHz대 무선랜에 사용 가능한 MMIC 가변이득 저잡음 증폭기를 설계 및 제작하였다. 이득과 잡음성능이 우수한 증가형 GaAs MESFET과 선형성이 좋은 공핍형 MESFET 조합의 캐스코드 구조로 저잡음 증폭기를 설계하기 위하여 Turlington의 점근선법을 이용하여 MESFET의 비선형 전류 전압특성에 대한 거동 모델 방정식을 도출하였다. 이로부터 캐스코드 증폭기의 공통 소오스 FET는 4${\times}$50$\mu\textrm{m}$ 크기의 증가형 MESFET으로 공통 게이트 FET는 2${\times}$50$\mu\textrm{m}$ 크기의 공핍형 MESFET으로 설계하였다. 제작된 가변이득 저잡음 증폭기의 잡음지수는 4.9GHz에서 2.4dB, 가변 이득범위는 17dB이상, IIP3는 -4.8dBm이며, 12.8mW의 전력을 소비하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.257-262
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• 2010

본 논문에서는 5.25 GHz에서 넓은 이득 제어범위를 갖는 저전력 가변 이득 프론트-엔드를 설계하였다. 넓은 이득 제어범위를 갖기 위해, 제안된 저잡음 증폭에서는 가변이득 증폭기의 소스에 p-타입 트랜지스터를 연결하였다. 이 방법을 통해 증폭기의 바이어스 전류와 소스 임피던스를 동시에 조절할 수 있었다. 따라서 제안된 저잡음 증폭기는 넓은 이득 제어범위를 갖는다. 믹서에서는 입력 트랜스컨덕턴스단으로 p-타입 트랜지스터를 사용한 폴디드 구조가 제안되었다. 이 구조에서 믹서는 작은 공급 전압에서 각 단에 필요한 만큼의 전류만 흘려주기 때문에 저전력에서도 작동을 할 수 있다. 제안된 프론트-엔드는 최대 33.2 dB의 이득과 17 dB의 넓은 이득 제어범위를 갖는다. 이 때, 잡음지수와 IIP3는 각각 4.8 dB, -8.5 dBm을 갖는다. 이러한 동작을 하는 동안, 제안된 회로는 최대 이득상태에서 7.1 mW, 최소 이득상태에서 2.6 mW의 적은 전력을 소비한다. 시뮬레이션 결과는 TSMC $0.18\;{\mu}m$ CMOS 공정에서 Cadence를 이용하여 얻어졌다.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.48-53
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• 2009

본 논문은 1P8M CMOS $0.13{\mu}m$ 공정을 이용하여 GPS응용에 적합한 프론트-엔드(front-end)를 구현하였다. 저잡음 증폭기(LNA)는 능동 안테나와 수동 안테나를 지원하기 위해 높은 전압이득과 낮은 잡음지수(Noise Figure)의 LNA1모드와 낮은 이득과 높은 입력 3차 교차점(IIP3: 3rd Input Intercept Point)의 LNA2모드로 동작한다. 두 LNA의 측정된 성능은 1.2 V의 공급전압에서 각각 3.2/2 mA의 전류를 이용하여 16.4/13.8 dB 이득과, 1.4/1.68 dB NF, 그리고 -8/-4.4 dBm의 IIP3값을 갖는다. 쿼드 하향주파수 혼합기(quadrature downconversion 혼합기)는 트랜스임피던스 증폭기(transimpedance amplifier)와 가변저항을 이용하여 27.5 dB에서 41 dB의 변환이득을 갖는다. 프론트-엔드는 LNA1모드 동작 시 6.6 mW의 전력을 소모하여 39.8 dB의 변환이득, 2.2 dB의 잡음지수와 -33.4 dBm의 IIP3의 성능을 갖는다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2570-2572
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• 2001

본 논문에서는 저주파 신호 증폭기에서 DC 이득에 의해 앰프가 포화되는 것을 막기 위해 필요한 큰 커플링 커패시터와 바이어스 저항의 면적을 줄이기 위한 회로를 제안한다. 또한, 이 경우 연산증폭기의 양 입력 단에 연결되는 바이어스 저항과 앰프의 이득을 설정하기 위해 사용되는 저항사이의 큰 값의 차이로 인해 발생하는 오프셋을 줄이기 위해 적절한 기준 전압을 정의하는 방법을 소개한다. 제안된 회로를 사용했을 때, 기존의 저항으로 앰프의 입력단을 바이어스할 때의 한계인 오프셋의 문제를 해결함으로써 보다 최적화된 면적으로 설계가 가능했다. 이 기법을 적외선 리모콘 수신 IC의 앰프에 적용했을 때, 커플링 커패시터와 바이어스 저항으로 설정되는 -3dB 주파수를 3kHz에 설정한 경우, 저항과 커패시터가 차지하던 면적의 12%를 차지했다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.48-53
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• 2001

TMT-2000 기지국용 3단 저잡음 증폭기를 설계하고 제작한다. 첫째 단에서의 증폭소자는 잡음특성이 좋은 GaAs HJ-FET를 사용하고, 둘째 및 셋째 단에는 이득과 출력전압이 높은 값을 갖도록 하기 위해 모노리딕(monolithic) 마이크로웨이브 집적회로를 사용한다. 또한 입력 정재파비를 낮추기 위해서 평형증폭기를 사용하는데, 이 평형증폭기의 위상차로 인한 잡음지수를 최소화하기 위해서 첫째 단에만 제한적으로 사용한다. 제작된 증폭기는 동작 주파수에서 이득 39.74$\pm$0.4dB, 최대잡음지수 0.97dB, 입.출력 정재파비 1.2 이하 및 OIP$_3$ 특성은 38.17dBm을 나타낸다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.569-577
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• 1999

본 논문에서는 이동위성통신용 광대역 수신단을 저잡음증폭기와 고이득증폭단으로 나누어서 구현 및 성능 평가를 하였다. 저잡음증폭기의 설계ㆍ제작에는 저잡음 GaAs FET인 ATF-10136파 내부정합된 MMIC인 VNA-25를 이용하였으며, 저잡음증폭기의 입력단 정합회로는 저항 결합회로, 전원회로는 자기 바이어스 회로를 사용하였다. INA-03184를 이용한 고이득증폭단은 양단 정합된 단일 증폭기 형태로 제작하였으며, 바이어스 안정화 저항을 사용하여 회로의 전압강하 및 전력손실을 가능한 줄이고 온도 안정성을 고려하여 능동 바이어스 회로를 사용하였으며, 스퓨리어스를 감쇠시키기 위해서 저잡음증폭기와 고이득증폭단 사이에 감쇠 특성이 우수한 대역통과 필터를 사용하였다. 측정 결과, 사용 주파수 대역내에서 55dB 이상의 이득, 50.83dBc의 스퓨리어스 특성 및 1.8. 1 이하의 입ㆍ출력 정재파비를 나타내었으며, 특히 1537.5 MHz에서 1 KHz 떨어진 점에서의 C/N비가 43.15 dB/Hz를 나타냄으로써 설계시 목표로 했던 사양을 모두 만족시켰다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1045-1049
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• 2010

본 논문에서는 2.4 GHz 대역에 적용할 수 있는 초 저전력 저잡음 증폭기를 TSMC 0.18 ${\mu}m$ RF CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 높은 이득과 낮은 전력 소모를 만족하기 위해서 전류 재사용 기법을 사용하였으며, subthreshold 영역에서 문턱 전압보다 낮은 바어이스 전압을 인가함으로써 초 저전력 특성을 구현하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 2.4 GHz에서 13.8 dB의 전압 이득과 3.4 dB의 잡음 지수 특성을 나타냈으며, 0.9 V의 공급 전압으로 0.7 mA의 전류를 소모하여 0.63 mW의 초 저전력을 소모하는 결과를 얻었다. 칩 면적은 $1.1\;mm{\times}0.8\;mm$이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권10A호
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• pp.1223-1229
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• 2004

본 논문에서 ETRI 0.5$\mu\textrm{m}$ MESFET 라이브러리 공정을 이용하여 동작 주파수 5GHz대 저전압구동 가변이득 저잡음 증폭기 MMIC를 설계 및 제작하였다. 이 저잡음 증폭기는 HIPERLAN/2의 Adaptive Antenna Arrays와 함께 사용할 수 있도록 이득조절이 가능하도록 설계하였다. 가변이득 저잡음 증폭기는 2단 캐스케이드 구조이며, 게이트전압에 따라 채널저항이 제어되는 증가형 MESFET과 저항으로 구성된 부귀환 회로를 제안하였다. 제작된 가변이득 저잡음 증폭기의 측정값은 $V_{DD}$ =1.5V, $V_{GG1}$=0.4V, $V_{GG2}$=0.5V일때 5.5GHz의 중심 주파수, 14.7dB의 소신호 이득, 10.6dB의 입력 반사손실, 10.7dB의 출력 반사손실, 14.4dB의 가변이득, 그리고 잡음지수 2.98dB이다. 또한, 가변이득 저잡음 증폭기는 -19.7dBm의 입력 PldB, -10dBm의 IIP3, 52.6dB의 SFBR, 그리고 9.5mW의 전력을 소비한다.다.다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2007년도 학술대회
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• pp.11-14
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• 2007

CMOS technology 기반의 고주파 직접회로에서는 충분한 이득과 안정성을 얻기 위하여 inductor, capacitor와 같은 수동 소자를 적절히 사용하여 설계하여야 한다. 이와 같은 수동 소자는 CMOS 집적회로에서 넓은 면적을 차지하는 단점이 있다. 고주파 증폭기의 부하를 능동 소자로 대체하게 되면 작은 크기로 회로의 제작이 가능하게 되나, 능동 소자는 수동 소자에 비하여 선형 특성이 좋지 않기 때문에 실제로 고주파 증폭기 설계에 사용하지 않는다. 본 논문에서는 이와 같은 능동 소자의 비선형성을 억제하면서, 동시에 회로의 크기를 줄일 수 있는 기능성 능동 부하를 적용한 고주파 증폭기를 설계하였다. 기능성 능동 부하는 2개의 MOSFET은 대칭으로 연결된 구조를 가지며, 하나의 MOSFET은 일반적인 load로 동작하며, 다른 MOSFET은 gate에 가변 전압을 인가함으로써, 증폭기의 전달함수를 변화시킬 수 있다. 이와 같은 특성을 이용하여 고주파 증폭기의 선형성을 보상할 수가 있다.