• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.16-20
• /
• 2020

In this study, a patterning method using self-aligned nanostructures was introduced to fabricate GaN-based fin-gate HEMTs with normally-off operation, as opposed to high-cost, low-productivity e-beam lithography. The honeycomb-shaped fin-gate channel width is approximately 40~50 nm, which is manufactured with a fine width using a proposed method to obtain sufficient fringing field effect. As a result, the threshold voltage of the fabricated device is 0.6 V, and the maximum normalized drain current and transconductance of Gm are 136.4 mA/mm and 99.4 mS/mm, respectively. The fabricated devices exhibit a smaller sub-threshold swing and higher Gm peak compared to conventional planar devices, due to the fin structure of the honeycomb channel.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.68-70
• /
• 2019

본 논문은 8.1kW/L($132W/in^3$)의 전력밀도를 갖는 전기자동차(xEV)용 저전압 배터리 충전기(Low voltage DC-DC converter, LDC)를 위한 절연형 DC-DC컨버터의 설계 방법을 제안한다. 전체 부피 중 가장 큰 비중을 차지하는 자성체의 부피를 줄이기 위해 GaN소자를 채택하여 700kHz의 스위칭 주파수를 적용하였으며, GaN 스위치를 고주파에서 원활히 동작시키기 위한 게이트 드라이버를 직접 제작하였다. 또한 자속 상쇄 개념이 적용된 매트릭스 평면 변압기를 설계하여 적용함으로써 변압기의 부피를 크게 줄일 수 있었고, 8.1kW/L의 전력밀도를 달성하였다. 본 논문에서는 후보 토폴로지들의 비교를 통해 고 전력 밀도에 가장 적합한 토폴로지를 선정하였으며, 자속 상쇄 기법이 적용된 매트릭스 평면 변압기의 설계방법을 제안하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제19권8호
• /
• pp.807-813
• /
• 2008

본 논문에서는 선형성 증가를 위해 도허티 증폭기의 게이트 바이어스를 조정하는 방식을 제시하였다. 도허티 증폭기의 선형성 향상은 출력 결합 지점에서의 고조파 상쇄를 통해 이루어진다. 하지만 고조파의 상쇄는 그 크기와 위상이 출력 지점에서 같은 크기와 서로 다른 위상을 가지고 있어야 이루어질 수 있는데, 넓은 출력 전력 범위에서 위와 같은 조건을 만족시키는 것은 쉽지 않다. 선형성 증가를 위해 도허티 증폭기의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 선형성 특성을 입력 전력과 각 증폭기의 게이트 바이어스를 조정함으로써 살펴보았다. 살펴본 특성을 기본으로 하여 고조파 상쇄 전력 범위를 증가시키기 위해, 각 전력 레벨에 맞는 게이트 바이어스를 증폭기에 인가하였다. 게이트 바이어스 제어를 통한 선형성 향상을 알아보기 위해, 2.345 GHz에서 Eudyna사의 10-W PEP GaN HEMT EGN010MK 소자를 이용하여 도허티 전력 증폭기를 설계하였고, $P_{1dB}$로부터 10 dB back-off 지점인 33 dBm에서 고효율과 고선형성을 위해 최적화 되었다. WCDMA 1-FA 신호에 대해 제안된 게이트 바이어스 컨트롤 된 도허티 증폭기는 2.8 dB의 선형성 개선을 확인할 수 있었으며, 26 %의 PAE를 확인할 수 있었다. 또한, 802.16-2004 신호에 대해 RCE가 2 dB 증가됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제19권8호
• /
• pp.854-861
• /
• 2008

본 논문에서는 효율이 특화된 전력 증폭기를 이용하여 IEEE 802.16e Mobile WiMAX용 고출력 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기에 대해 기술하였다. Nitronex사의 100-W PEP를 갖는 GaN HEMT 소자를 이용하여 중요한 전력 생성 $V_{ds}$ 구간에 대하여 최대 PAE를 가질 수 있도록 전력 증폭기를 설계하였다. 고출력 응용을 위해서 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기를 전력 증폭기의 bias fluctuation 문제 및 바이어스 변조기의 stability 문제에 의한 regenerative 오실레이션 문제를 반드시 고려하여 설계되어야 한다. 연동 실험을 위하여, 8.5 dB의 PAPR을 갖는 포락선 신호에 대해 바이어스 변조기는 30 V의 최대 출력 전압 크기를 가지면서 72 %의 높은 효율을 유지하도록 구현되었다. WiMAX 신호를 목표로 구현된 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기는 41.25 dBm의 출력 전력에서 38.8%의 놓은 PAE 성능을 얻었다. 또한, 디지털 전치 왜곡 기술을 적용함으로써 전력 송신기의 RCE 성능은 -34.5 dB를 기록하여 WiMAX 신호의 선형화 지표를 만족시킬 수 있었다. 본 연구는 2.655 GHz 주파수 대역에서 처음으로 구현된 WiMAX용 고출력 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기에 관한 것이다.

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국산업정보학회 1996년도 추계 학술 발표회 발표논문집
• /
• pp.184-195
• /
• 1996

본 논문에서는 게이트의 길이가 0.25um인 GaAs HEMT를 이용하여 11.7GHz -12.2GHz 대역 위성통신용 수신기를 설계하였다. 설계된 수신기의 전체이득은 38dB 이상, 잡음지수 1.8dB 이하, 입출력단의 반사손실은 -10dB 이하를 보였다. 수신기는 저잡음증폭기(LNA), 중간주파수증폭기(IFA) , 믹서, 국부발진기(LO) 로 구성되어 있으며 LO 주파수와 IF 주파수는 각각 10.75GHz 와 0.95GHz-1.45GHz이고 칩의 크기는 1.7mm $\times$2.5mm이다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
• /
• 제12권8호
• /
• pp.39-45
• /
• 1999

Comparative photoresponsive current-volt-age characteristics of n-channel PHEMT and MESFET on GaAs substrate. with (W/L)=200${\mu}{\textrm}{m}$/1${\mu}{\textrm}{m}$ of gates, are reported as a function of electro-optical stimulation (P\ulcorner, λ=830nm) for the first time as far as we know. Significantly different photoresponses are observed in MESFET and PHEMT, mainly due to different optoelectronic mechanisms in the formation and current conduction of channel carriers. Under high optical power, high photoresponsity with a strong non-linearity with P\ulcorner, predominantly due to a parallel conduction via a heavily doped Al\ulcornerGa\ulcornerAs donor layer, was observed in PHEMT while the optically induced drain current has been very small but monotonically increasing with optical stimulation in GaAs MESFET. We also investigated differences in optically stimulated gate leakage currents and photonic gate responses on gate voltage and drain voltage as a function of P\ulcorner. Based on the drain and gate responses to electro-optical stimulation. PHEMTs are expected to be a better candidate for high performance photonically responsive microwave device compared with MESFETs.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.812-819
• /
• 2012

Interference and jamming are becoming increasing concern to a radar system nowdays. AESA(Active Electronically Steered Array) antennas and adaptive beamforming(ABF), in which antenna beam patterns can be modified to reject the interference, offer a potential solution to overcome the problems encountered. In this paper, we've developed a planar active phased array radar system, in which ABF, target detection and tracking algorithm operate in real-time. For the high output power and the low noise figure of the antenna, we've designed the S-band TRMs based on GaN HEMT. For real-time processing, we've used wavelenth division multiplexing technique on fiber optic communication which enables rapid data communication between the antenna and the signal processor. Also, we've implemented the HW and SW architecture of Real-time Signal Processor(RSP) for adaptive beamforming that uses SMI(Sample Matrix Inversion) technique based on MVDR(Minimum Variance Distortionless Response). The performance of this radar system has been verified by near-field and far-field tests.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.348-349
• /
• 2019

본 논문은 전기자동차용 8.1kW/L의 높은 전력밀도를 갖는 저전압 DC-DC 컨버터(Low-voltage DC-DC converter, LDC)의 설계 방법을 제안한다. 넓은 전압범위에서 높은 전력밀도를 성취하기 위해 위상천이 풀-브릿지(Phase Shift Full-Bridge, PSFB) 컨버터의 2차측 토폴로지 후보군의 비교를 통해 전류-더블러 토폴로지로 토폴로지가 선정되었다. 또한 자속 상쇄 기법이 적용된 매트릭스 변압기를 적용한 PSFB 컨버터와 냉각기의 구조설계를 통해 8.1kW/L의 전력밀도를 달성하였으며 1.8kW 시작품을 제작하여 성능을 검증하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제11권1호
• /
• pp.16-26
• /
• 2011

This paper presents high power and high efficiency Doherty amplifiers for 2.345 GHz wireless broadband (WiBro) applications that use a Nitronex 125-W ($P_{3dB}$) GaN high electron mobility transistor (HEMT). Two- and three-way Doherty amplifiers and a saturated Doherty amplifier using Class-F circuitry are implemented. The measured result for a center frequency of 2.345 GHz shows that the two-way Doherty amplifier attains a high $P_{3dB}$ of 51.5 dBm, a gain of 12.5 dB, and a power-added efficiency (PAE) improvement of about 16 % compared to a single class AB amplifier at 6-dB back-off power region from $P_{3dB}$. For a WiBro OFDMA signal, the Doherty amplifier provides an adjacent channel leakage ratio (ACLR) at 4.77 MHz offset that is -33 dBc at an output power of 42 dBm, which is a 9.5 dB back-off power region from $P_{3dB}$. By employing a digital pre-distortion (DPD) technique, the ACLR of the Doherty amplifier is improved from -33 dBc to -48 dBc. The measured result for the same frequency shows that the three-way Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 53.16 dBm and a gain of 10.3 dB, and the saturated Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 51.1 dBm and a gain of 10.3 dB, provide a PAE improvement of 11 % at the 9-dB back-off power region and 7.5 % at the 6-dB back-off region, respectively, compared to the two-way Doherty amplifier.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.276-282
• /
• 2015

지금까지 LDMOS를 사용한 전력증폭기는 AB-급 및 도허티 방식으로 60 MHz 대역폭의 협대역에서 55 %의 효율을 보여주고 있으나, 기지국의 전력증폭 모듈의 RRH의 적용에 따라 100 MHz 이상의 대역폭 확장과 60 % 이상의 고효율 전력증폭기를 요구하고 있으므로, 본 연구에서는 GaN 소자를 이용하여 2차 고조파 부하가 순수한 리액턴스 성분만을 포함하고, 광대역 특성을 갖도록 출력단 정합회로를 최적화하여 J-급 전력증폭기를 설계하였다. 측정 결과, W-CDMA 주파수 대역을 포함한 1.6~2.3 GHz에서 연속파 신호를 입력하였을 때 60~75 %의 전력 부가 효율 특성을 갖는 45 W급 J-급 전력증폭기를 구현하였다.