• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권5호
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• pp.71-78
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• 2011

본 논문은 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 Class-J 모드를 적용한 고효율, 광대역 특성을 갖는 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제안된 Class-J 모드 전력증폭기의 정합회로는 2차 고조파 임피던스가 리액턴스 성분만 갖도록 하였으며, 1.4 ~ 2.6 GHz 주파수대역내에서 연속파 (CW) 신호를 사용하여 $40{\pm}1$ dBm의 출력 전력과 50 % 이상의 전력부가효율 (Power-Added Efficiency, PAE) 및 60 % 이상의 드레인 효율 (Drain Efficiency, DE)이 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.540-545
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• 2015

본 논문은 GaN(Gallium Nitride) HEMT(High Electron Mobility Transistor) die를 이용하여 S-대역 내부 정합형 전력 증폭기 설계, 제작 그리고 실험 결과에 대해 기술하였다. S-대역 내부 정합형 전력 증폭기를 설계하기 위하여 고유전율을 가지는 기판과 알루미나 기판을 이용하여 입/출력단 정합 회로를 설계 및 제작하였다. 측정 결과로는 펄스 모드로 동작시켰을 때 3 GHz에서 55.4 dBm의 출력 전력, 78 % 드레인 효율 그리고 11 dB의 전력 이득을 얻었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권5호
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• pp.72-79
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• 2010

본 논문은 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 Class-E 스위칭 모드를 적용한 S-대역 레이더용 고효율 스위칭 도허티 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제안된 도허티 전력증폭기는 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기가 고효율 특성을 갖는 Class-E 스위칭 모드로 구성되었다. 측정을 위한 입력 RF 신호는 $100\;{\mu}s$의 펄스폭과 1 kHz의 PRF (Pulse Repetition Frequency)인 duty 10%인 펄스 신호를 사용하였다. 2.85 GHz의 주파수 대역에서 스위칭 도허티 전력증폭기 측정결과 포화전력에서 6 dB 떨어진 지점의 전력부가 효율 (power-added efficiency, PAE) 및 드레인 효율 (drain efficiency)은 각각 64%와 80.6%로 측정되었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권1호
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• pp.42-48
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• 2011

본 논문에서는 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) bare-chip을 이용하여 X-대역에서 수동로드 풀(Passive load-pull)을 수행하였다. 열로 인한 특성 변화가 최소화 된 동작 조건을 얻기 위해 드레인 바이어스 전압과 입력 RF 신호를 펄스로 인가하였다. 전자기장 시뮬레이션과 회로 시뮬레이션을 병행하여, 와이어 본딩 효과를 고려하여 드레인 경계면에서의 정확한 임피던스 정합 회로를 구현하였다. 임피던스를 변화시키기 위해 마이크로스트립 라인 스터브의 길이가 조절 가능한 회로를 설계하였다. 펄스 로드 풀 실험 결과 8.5 GHz에서 9.2 GHz 대역에서 최대 42.46 dBm의 출력 전력을 얻었으며, 58.7%의 드레인 효율 특성을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.646-652
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• 2014

본 논문은 GaN(Gallium Nitride) HEMT(High Electron Mobility Transistor) die를 이용하여 Ku-대역 전력 증폭기 설계, 제작 그리고 실험 결과에 대해 기술하였다. 저비용으로 Ku-대역 전력 증폭기를 설계하기 위하여 고가의 알루미나 회로 기판 제작 대신 PCB(Printed Circuit Board)를 이용하여 입/출력단 정합 회로를 이용하였다. 측정 결과로는 펄스 모드로 동작시켰을 때 14.8 GHz에서 42.6 dBm의 출력 전력, 37.7 % 드레인 효율 그리고 7.9 dB의 선형 이득을 얻었다. CW(Continuous Wave) 실험 결과로는 39.8 dBm의 출력 전력, 24.1 %의 드레인 효율 그리고 7.2 dB의 선형 이득을 얻을 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권4호
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• pp.985-996
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• 2018

The implementation and performance evaluation of an interleaved boundary conduction mode (BCM) boost power factor correction (PFC) converter is presented in this paper by employing three wide band-gap switching devices: a super junction silicon (Si) MOSFET, a silicon carbide (SiC) MOSFET and a gallium nitride (GaN) high electron mobility transistor (HEMT). The practical considerations for adopting wide band-gap switching devices to BCM boost PFC converters are also addressed. These considerations include the gate drive circuit design and the PCB layout technique for the reliable and efficient operation of a GaN HEMT. In this paper it will be shown that the GaN HEMT exhibits the superior switching characteristics and pronounces its merits at high-frequency operations. The efficiency improvement with the GaN HEMT and its application potentials for high power density/low profile BCM boost PFC converters are demonstrated.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1064-1073
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• 2013

본 논문에서는 내부 고조파 조정 회로로 구성되는 셀룰러와 L-대역용 소형의 고효율 370 W GaN(Gallium Nitride) HEMT(High Electron Mobility Transistor) 소형 전력 증폭기(PA)를 구현하였다. 원천 및 2차 고조파 주파수에서 동시에 높은 효율을 내기 위해 새로운 회로 정합 형태를 적용했다. 소형화를 위하여 새로운 41.8 mm GaN HEMT와 2개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 캐패시터를 구성 물질의 변화를 이용하여 열 저항을 개선한 $10.16{\times}10.16{\times}1.5Tmm^3$ 크기의 새로운 패키지에 와이어 본딩으로 결합하였다. 드레인 바이어스 48 V 인가 시, 개발된 GaN HEMT 전력 증폭기는 370 W 포화 출력 전력(Psat.)과 770~870 MHz에서 80 % 이상, 1,805~1,880 MHz에서 75 % 이상의 드레인 효율(DE)을 나타내었다. 이는 지금까지 보고된 셀룰러와 L대역에서 GaN HEMT 전력 증폭기 중 최고의 효율과 출력 전력 특성이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권6호
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• pp.1-6
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• 2010

본 논문에서는 고출력 고이득 특성을 갖는 고전자이동도 트랜지스터 (high-electron mobility transistor, HEMT)를 구현하기 위하여 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT를 제안하였고, 소자의 DC 특성의 향상 가능성을 확인하기 위하여 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT 및 field-plate 구조의 게이트 전극을 갖는 HEMT 소자와의 특성을 비교 분석하였다. 상용 시뮬레이터를 통해 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 제안한 계단형 구조의 게이트 전극을 갖는 AlGaN/GaN HEMT는 드레인 전압의 인가 시, 소자의 내부에서 발생하는 전계가 단일 게이트 전극을 갖는 HEMT에 비해 약 70% 정도 감소하는 특성을 갖는 것을 확인하였고, 전달이득 (transconductance, $g_m$) 특성 역시 단일 게이트 전극구조의 HEMT나 field-plate 구조를 삽입한 HEMT에 비해 약 11.4% 정도 향상된 우수한 DC 특성을 갖는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.294-295
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• 2020

차세대 전력반도체 중 하나인 GaN HEMT(Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)는 낮은 온 저항, 고속 스위칭 및 낮은 출력 커패시턴스 특성을 가지므로 더 높은 전력밀도를 달성할 수 있다. 그러나 낮은 문턱 전압 및 높은 dv/dt로 인해 외부 요인에 취약하다. 본 논문에서는 GaN HEMT를 3kW급 단상 인버터에 적용 시 발생한 문제점을 분석하고 해결방안을 제시한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.558-565
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• 2015

Gallium nitride high-electron mobility transistor (GaN HEMT) is the strongest candidate for replacing Si MOSFET. Comparing the figure of merit (FOM) of GaN with the state-of-the-art super junction Si MOSFET, the FOM is much better because of the wide band gap characteristics and the heterojunction structure. Although GaN HEMT has many benefits for the power conversion system, the performance of the power conversion system with the GaN HEMT is sensitive because of its low threshold voltage ($V_{th}$) and even lower parasitic capacitance. This study examines the characteristics of a phase-shifted full-bridge dc-dc converter with cascode GaN HEMT. The problem of unoptimized dead time is analyzed on the basis of the output capacitance of GaN HEMT. In addition, the printed circuit board (PCB) layout consideration is analyzed to reduce the negative effects of parasitic inductance. A comparison of the experimental results is provided to validate the dead time and PCB layout analysis for a phase-shifted full-bridge dc-dc converter with cascode GaN HEMT.