• 제목/요약/키워드: MMIC amplifier

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단일 칩 X-band 달링톤-캐스코드 증폭기 (An MMIC X-band Darlington-Cascade Amplifier)

  • 김영기;두석주
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권12호
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    • pp.37-43
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    • 2009
  • 본 논문에서는 증폭특성이 우수한 달링톤-캐스코드(Darlington-Cascode) 증폭기 구조를 제안하였다. 전통적으로 고주파 증폭 특성이 우수하다고 알려진 기존의 캐스코드 증폭기 회로와의 비교를 위해 본 논문에서는 제안된 달링톤-캐스코드 구조와 기존의 캐스코드 구조의 증폭기를 동일 칩 상에 인접하도록 설계하였다. 이 회로들은 45 GHz의 $f_T$를 가진 $0.35-{\mu}m$ SiGe 기반의 초고주파 단일 칩(MMIC; Monolithic Microwave Integrated Circuit)으로 제작되어 동일 조건 하에서 X-band 대역의 고주파 증폭특성들이 측정, 비교 및 분석되었다. 성능 측정결과 제안된 달링톤-캐스코드 증폭기는 11.5 dBm의 P1dB와 19.5 dB의 선형 증폭도를 보여주었으며, 기존 캐스코드 증폭기와 비교시 PldB는 5.2 dB, 이득면에서는 2.5 dB의 향상된 결과를 나타내었다.

10-Gb/s 광통신시스템을 위한 GaAs HBT IC의 설계 및 제작 (Design and fabrication of GaAs HBT ICs for 10-Gb/s optical communication system)

  • 박성호;이태우;김영석;기현철;송기문;박문평;평광위
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권3호
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    • pp.52-59
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    • 1997
  • Design and performance of principal four ICs for the 10-Gb/s optical communication system are presented. AlGaAs/GaAs HBTs are basic devices to implement a laser diode driver, apre-amplifier, and a limiting amplifier, and GaInP/GaAs HBTs are used for an AGC amplifier. We fbricated 11.5-GHz LD driver, a pre-amplifier, and a limiting amplifier, an dGaInP/GaAs HBTs are used for an AGC amplifier. We fabricated LD deriver, 10.5 GHz pre amplifier, 7.2 GHz AGC amplifier, and 10.3 GHz limiting amplifier, optimized circuit design and the stabilized MMIC fabrication process.

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X-대역 레이더용 SSPA 모듈 설계 및 제작 (Design and fabrication of SSPA module in X-band for Radar)

  • 양성수
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.943-948
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    • 2018
  • 본 논문에서는 GaN MMIC를 활용하여 X-band 레이더용 SSPA모듈을 설계 및 제작하였다. SSPA의 구동 증폭기 단은 Gain Loss를 감안하여 GaN MMIC를 2단으로 구성하였다. 그리고 고출력 SSPA 모듈 구성을 위해 전력증폭단을 4단으로 설계함에 따라 전력분배기와 전력합성기는 4way 방식으로 설계하였다. 제작된 전력 분배기는 -3.0dB 이상의 손실을 나타내었으며, 전력합성기는 -0.2dB의 입출력 손실과 각 포트 간 위상차는 평균 $2^{\circ}$로 양호한 특성을 보이고 있다. 제작한 SSPA모듈 실험 측정 결과 9~10GHz 주파수 대역에서의 Gain은 48.0dB 이상인 것을 확인하였으며, P(sat)=88.3W (49.46dBm) 이상, PAE=30.3% 이상임을 확인하였다. 본 논문에서 제작된 X-Band SSPA 모듈 성능 확인과 전력분배기/합성기 개선을 통해 향후 SSPA모듈에 대한 RF성능 개선에 많이 활용될 수 있을 것이다.

포락선 추적 WCDMA 기지국 응용을 위한 전력증폭기 모듈 (Power Amplifier Module for Envelope Tracking WCDMA Base-Station Applications)

  • 장병준;문준호
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.82-86
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    • 2010
  • 본 논문에서는 포락선추적 기능을 갖는 WCDMA 기지국에 사용될 수 있는 GaN FET를 이용한 전력증폭기 모듈을 설계하고, 제작 및 측정결과를 제시하였다. 개발된 전력증폭기 모듈은 소신호 RF 신호를 입력받아 고이득 MMIC 증폭기, 구동 증폭기 및 전력 증폭기 등을 거쳐 10W 이상의 출력을 생성할 수 있다. 또한, Envelope Tracking 응용을 위해서 최종 전력증폭기의 Drain 전압이 가변되어도 전체 모듈이 안정적으로 동작할 수 있도록 발진방지회로, Isolator, 음전압 우선인가 바이어스 회로가 설계되었다. 모든 바이어스 회로와 RF회로를 $17.8{\times}9.8{\times}2.0\;cm3$ 크기의 하우징 안에 집적화하여 소형화시켰다. 측정결과 바이어스 전압이 4V에서 28V까지 가변할 경우 30dBm에서 40dBm까지 출력이 가변되면서도 35%이상의 일정한 효율 특성을 나타내어 포락선 추적 기능을 수행할 수 있음을 확인하였다.

0.2W급 Ka-band MMIC CPW 전력증폭기 설계 및 제작 (0.2W Ka-band MMIC CPW Power Amplifier Design and Fabrication)

  • 정상화;이상효;김대현;홍성철;권영우;서광석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권8B호
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    • pp.1035-1040
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    • 2001
  • SNU-ISRC 0.25$\mu\textrm{m}$ pHEMT 표준 공정을 사용하여 Ka-band에서 동작하는 0.2W급 MMIC CPW 전력증폭기를 설계, 제작하였다. 기존의 MMIC 공정에서 사용되는 마이크로스트립 전송선 대신 CPW 전송선을 사용함으로써 보다 간단하고 저가의 공정이 가능하였다. 전력증폭기의 설계에서는 보다 넓은 주파수 대역에서 원하는 출력전력을 얻기 위해서 출력단을 Wilkinson coupler를 사용하였는데, 일반적으로 Wilkinson coupler에 사용되는 50Ω 특성임피던스 전송선 대신에 25Ω 특성임피던스 전송선을 사용하여 좋은 출력단 전력 정합과 출력 반사손실을 동시에 얻을 수 있었다. 제작된 전력증폭기의 측정결과, 주파수 27GHz에서 출력전력 23.4dBm과 Power-added Efficiency 21.7%의 결과를 보였다.

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공기 절연 적층형 마이크로스트립 구조의 새로운 3 dB 커플러 MMIC (A Novel Air-Gap Stacked Microstrip 3 dB Coupler for MMIC)

  • 류기현;김대현;이재학;서광석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.688-693
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    • 1999
  • 본 논문에서는 공기 절연 적층형 마이크로스트립 구조의 새로운 MMIC 3dB 커플러를 제안하였다. 제안된 커플러의 제작은 아주 간단하며, 유전체 공정을 필요로 하지 않는다. 제안된 커플러의 구조 해석을 위해서 HP-Momentum을 이용하였으며, 이를 통해 제안된 커플러의 구조를 최적화 하였다. 제작된 커플러는 22 GHz대역폭(23~GHz~45GHz)을 갖고 있었다. 또한, 제안된 커플러를 이용하여 Ka-Band용 평형 2단 증폭기를 성공적으로 제작하였다.

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MMIC by 120nm InAlAs/InGaAs Metamorphic HEMT를 이용한 77 GHz 전력 증폭기 제작 (77 GHz Power Amplifier MMIC by 120nm InAlAs/InGaAs Metamorphic HEMT)

  • 김성원;설경선;김경운;최우열;권영우;서광석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.553-554
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    • 2006
  • In this paper, 77 GHz CPW power amplifier MMIC, which are consisted of a 2 stage driver stage and a power stage employing $8{\times}50um$ gate width, have been successfully developed by using 120nm $In_{0.4}AlAs/In_{0.35}GaAs$ Metamorphic high electron mobility transistors (MHEMTs). The devices show an extrinsic transconductance $g_m$ of 660 mS/mm, a maximum drain current of 700 mA/mm, and a gate drain breakdown voltage of -8.5 V. A cut-off frequency ($f_T$) of 172 GHz and a maximum oscillation frequency ($f_{max}$) of over 300 GHz are achieved. The fabricated PA exhibited high power gain of 20dB only with 3 stages. The output power is measured to be 12.5 dBm.

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Millimeter Wave MMIC Low Noise Amplifiers Using a 0.15 ${\mu}m$ Commercial pHEMT Process

  • Jang, Byung-Jun;Yom, In-Bok;Lee, Seong-Pal
    • ETRI Journal
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    • 제24권3호
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    • pp.190-196
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    • 2002
  • This paper presents millimeter wave monolithic microwave integrated circuit (MMIC) low noise amplifiers using a $0.15{\mu}m$ commercial pHEMT process. After carefully investigating design considerations for millimeter-wave applications, with emphasis on the active device model and electomagnetic (EM) simulation, we designed two single-ended low noise amplifiers, one for Q-band and one for V-band. The Q-band two stage amplifier showed an average noise figure of 2.2 dB with an 18.3 dB average gain at 44 GHz. The V-band two stage amplifier showed an average noise figure of 2.9 dB with a 14.7 dB average gain at 65 GHz. Our design technique and model demonstrates good agreement between measured and predicted results. Compared with the published data, this work also presents state-of-the-art performance in terms of the gain and noise figure.

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An MMIC Broadband Image Rejection Downconverter Using an InGaP/GaAs HBT Process for X-band Application

  • Lee Jei-Young;Lee Young-Ho;Kennedy Gary P.;Kim Nam-Young
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제6권1호
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    • pp.18-23
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    • 2006
  • In this paper, we demonstrate a fully integrated X-band image rejection down converter, which was developed using InGaP/GaAs HBT MMIC technology, consists of two single-balanced mixers, a differential buffer amplifier, a differential YCO, an LO quadratue generator, a three-stage polyphase filter, and a differential intermediate frequency(IF) amplifier. The X-band image rejection downconverter yields an image rejection ratio of over 25 dB, a conversion gain of over 2.5 dB, and an output-referred 1-dB compression power$(P_{1dB,OUT})$ of - 10 dBm. This downconverter achieves broadband image rejection characteristics over a frequency range of 1.1 GHz with a current consumption of 60 mA from a 3-V supply.

Ka 대역 위성통신 및 BWLL 시스템용 3단 MMIC 저잡음 증폭기 설계 및 제작 (A 3 Stage MMIC Low Noise Amplifier for the Ka Band Satellite Communications and BWLL System)

  • 염인복;정진철;이성팔
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.71-76
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    • 2001
  • Ka 대역 위성통신 및 BWLL 시스템용 3단 저잡음 증폭기가 MMIC 기술로 설계 및 제작되었다. MMIC 저잡음 증폭기는 잡음지수와 높은 이득 그리고 진폭 선형성을 만족하기 위하여 2단의 single-ended 형태의 증폭단과 1단의 balanced 형태의 증폭단으로 구성되었다. 낮은 잡음지수와 높은 이득을 얻기 위하여 0.15$\mu\textrm{m}$ pHEMT 소자가 사용되었다. CD에서 80 GHz 대역까지의 안정도 확보를 위하여 직렬 및 병렬 궤환 회로와 λ/4 short 라인이 삽입되었다. 설계된 MMIC 저잡음 증폭기의 크기는 3.1mm $\times$2.4mm(7.44mm$^2$)이다. 제작된 MMIC 저잡음 증폭기의 wafer 상에서의 측정 결과, 22~ 30 GHz 주파수 대역에서 잡음지수는 2.0 dB이하이고 이득은 26dB이상으로 설계 결과와 일치하였다.

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