• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.722-727
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• 2022

본 논문에서는 0.25 ㎛의 게이트를 갖는 AlGaN/GaN HEMT를 기반으로 개발된 X-대역 전력 증폭기 MMIC의 특성을 기술한다. 개발된 X-대역 전력 증폭기 MMIC는 9 GHz~10 GHz의 주파수 대역에서 21.6 dB 이상의 소신호 이득과 46.11dBm(40.83 W) 이상의 출력 전력을 가진다. 전력 부가 효율 특성은 43.09%~44.47%이며 칩의 크기는 3.6 mm×4.3 mm이다. 출력 전력 밀도는 2.69 W/mm²를 나타내었다. 개발된 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC는 다양한 X-대역 레이더 응용에 적용 가능하다.

• 전자통신동향분석
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• 제34권5호
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• pp.71-80
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• 2019

Gallium nitride (GaN) can be used in high-voltage, high-power-density/-power, and high-speed devices owing to its characteristics of wide bandgap, high carrier concentration, and high electron mobility/saturation velocity. In this study, we investigate the technology trends for X-/Ku-band GaN RF power devices and MMIC power amplifiers, focusing on gate-length scaling, channel structure, and power density for GaN RF power devices and output power level and output power density for GaN MMIC power amplifiers. Additionally, we review the technology trends in gallium arsenide (GaAs) RF power devices and MMIC power amplifiers and analyze the technology trends in RF power devices and MMIC power amplifiers based on both GaAs and GaN. Furthermore, we discuss the current direction of national research by examining the national and international technology trends with respect to X-/Ku-band power devices and MMIC power amplifiers.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.637-640
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• 1998

A 35 ㎓ GaAs MMIC power amplifier was designed using a monolithic technology with AlGaAs/InGaAs/GaAs power PM-HEMTs, rectangualr spiral inductors and Si3N4 MIM capacitors. The GaAs power MESFETs in the input and output stages have total gate widths of 120 um and 320 um, respectively. Total S21 gain of 10.82dB and S11 of -16.26 dB were obtained from the designed MMIC power amplifier at 35 ㎓. And the chip size of the MMIC amplifier was 1.4$\times$0.8 $\textrm{mm}^2$

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 2017

본 논문에서는 한국전자통신연구원(ETRI)에서 구축한 $0.25{\mu}m$ GaN MMIC 공정 및 소자특성을 소개하고, 이를 이용한 X-대역 3 W GaN 전력증폭기 MMIC 설계 제작 결과를 논의한다. X-대역 동작에 적합한 GaN HEMT 소자를 선정하여 GaN 전력증폭기 MMIC를 1단으로 설계하고 제작하였으며, 이를 통하여 ETRI $0.25{\mu}m$ GaN MMIC 공정 및 특성을 평가하고 분석하였다. X-대역 GaN 전력증폭기 MMIC 제작 결과, 출력전력 3.5 W, 이득 10 dB 및 전력부가효율 35 % 특성을 얻었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.181-187
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• 2019

In this paper, we demonstrated a power amplifier monolithic microwave integrated circuit (MMIC) for X-band radar applications. It utilizes commercial $0.25{\mu}m$ GaN-based high electron mobility transistor (HEMT) technology and delivers more than 20 W of output power. The developed GaN-based power amplifier MMIC has small signal gain of over 22 dB and saturated output power of over 43.3 dBm (21.38 W) in a pulse operation mode with pulse width of $200{\mu}s$ and duty cycle of 4% over the entire band of 9 to 10 GHz. The chip dimensions are $3.5mm{\times}2.3mm$, generating the output power density of $2.71W/mm^2$. Its power added efficiency (PAE) is 42.6-50.7% in the frequency bandwidth from 9 to 10 GHz. The developed GaN-based power amplifier MMIC is expected to be applied in a variety of X-band radar applications.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.1019-1022
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• 2016

본 논문에서는 드레인 분기 커패시터를 사용하여 입 출력 간 동위상을 제공함과 동시에 각 트랜지스터에 최적 부하 임피던스를 제공하는 비균일 분산 전력증폭기 설계 기법을 2~16 GHz GaN 광대역 전력증폭기 MMIC 설계에 적용하고, 칩을 제작하여 결과를 평가하였다. Win Semiconductors사의 $0.25{\mu}m$ GaN HEMT 공정으로 제작된 MMIC 칩은 크기가 $3.9mm{\times}3.1mm$이며, 주파수 대역 내에서 12 dB 이상의 선형 이득 및 10 dB 이상의 입력 반사 손실을 보였다. 연속파모드 포화출력 조건에서 측정된 출력 전력은 36.2~38.5 dBm의 값을 보였고, 전력부가효율은 약 8~16 %를 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.620-626
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• 2015

본 논문에서는 2차 전역통과 필터를 이용하여 입력정합을 수행하고, LC 병렬공진 회로를 이용하여 트랜지스터의 출력 리액턴스를 최소화하는 기법을 적용함으로써 2~6 GHz에서 동작하는 광대역 GaN 전력증폭기 MMIC를 설계 및 제작하였다. 광대역 손실정합을 위해 사용된 2차 전역통과 필터는 트랜지스터의 채널 저항 효과를 보상하기 위해 비대칭적 구조를 사용하였다. Win Semiconductors사의 $0.25{\mu}m$ GaN HEMT 파운드리 공정으로 제작된 MMIC 칩은 크기가 $2.6mm{\times}1.3mm$이며, 주파수 대역 내에서 약 13 dB의 평탄한 이득 특성과 10 dB 이상의 우수한 입력정합 특성을 보였다. 포화출력 조건에서 측정된 출력전력은 2~6 GHz에서 38.6~39.8 dBm의 값을 보였고, 전력부가효율은 31.3~43.4 %을 나타내었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.425-430
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• 2019

본 논문에서는 게이트 길이가 $0.25{\mu}m$인 GaN HEMT 기술을 사용하여 개발된 X-대역 전력 증폭기의 특성을 기술한다. 개발된 X-대역 전력 증폭기는 9~10 GHz의 대역에서 22.7 dB 이상의 소신호 이득과 43.02 dBm(20.04 W) 이상의 포화 출력 전력을 가진다. 최대 포화 출력 전력은 9.5 GHz에서 43.84 dBm (24.21 W)이였다. 전력 부가 효율은 41.0~51.24%의 특성을 얻었으며 칩의 크기는 $3.7mm{\times}2.3mm$이다. 출력 전력 밀도는 $2.84W/mm^2$를 나타내었다. 개발된 GaN 전력 증폭기는 다양한 X-대역 레이더 응용에 적용 가능할 것으로 예상된다.

• 전자통신동향분석
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• 제37권5호
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• pp.11-21
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• 2022

GaN (Gallium-Nitride) is a promising candidate material in various radio frequency applications due to its inherent properties including wide bandgap, high carrier concentration, and high electron mobility/saturation velocity. Notably, AlGaN/GaN heterostructure field effect transistor exhibits high operating voltage and high power-density/power at high frequency. In next-generation radar systems, GaN power transistors and monolithic microwave integrated circuits (MMICs) are significant components of transmitting and receiving modules. In this paper, we introduce technological trends for C-/X-/Ku-band GaN MMICs including power amplifiers, low noise amplifiers and switch MMICs, focusing on the status of GaN MMIC fabrication technology and GaN foundry service. Additionally, we review the research for the localization of C-/X-/Ku-band GaN MMICs using in-house GaN transistor and MMIC fabrication technology. We also discuss the results of C-/X-/Ku-band GaN MMICs developed at Defense Materials and Components Convergence Research Department in ETRI.

• ETRI Journal
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• 제39권5호
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• pp.737-745
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• 2017

A 6-GHz-to-18-GHz monolithic nonuniform distributed power amplifier has been designed using the load modulation of increased series gate capacitance. This amplifier was implemented using a $0.25-{\mu}m$ AlGaN/GaN HEMT process on a SiC substrate. With the proposed load modulation, we enhanced the amplifier's simulated performance by 4.8 dB in output power, and by 13.1% in power-added efficiency (PAE) at the upper limit of the bandwidth, compared with an amplifier with uniform gate coupling capacitors. Under the pulse-mode condition of a $100-{\mu}s$ pulse period and a 10% duty cycle, the fabricated power amplifier showed a saturated output power of 39.5 dBm (9 W) to 40.4 dBm (11 W) with an associated PAE of 17% to 22%, and input/output return losses of more than 10 dB within 6 GHz to 18 GHz.