• 제목/요약/키워드: Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC)

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단거리전용통신을 위한 5.8GHz대역 LNA MMIC 설계 및 구현 (The Design and implementation of a 5.8GHz band LNA MMIC for Dedicated Short Range Communication)

  • 문태정;황성범;김용규;송정근;홍창희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권8호
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    • pp.549-554
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    • 2003
  • 본 논문에서 단거리전용통신을 위한 차량탑재장치내의 수신단 전반부의 구성부품인 5.8GHz대역 LNA를 MMIC로 설계 및 구현하였다. 설계된 LNA는 두개의 능동소자와 매칭회로, 두개의 드레인 바이어스 회로로 구성되며, 3V의 단일공급전압에서 18mA의 소비전류로 동작한다. 중심주파수 5.8GHz에서 이득 13.4dB, NF 1.94dB, Input IP3-3dBm, S/sub 11/ - l8dB, S/sub 22/ - 13.3dB의 특성을 나타내며, 제작된 회로의 실제 크기는 1.2×0.7㎟ 이다.

Q-band 광대역 무선 멀티미디어용 MMIC구동 및 전력증폭기 (Q-band MMIC Driver and Power Amplifiers for Wideband wireless Multimedia)

  • 강동민;이진희;윤형섭;심재엽;이경호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.167-170
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    • 2002
  • The design and fabrication of Q-band 3-stage monolithic microwave integrated circuit(MMIC) driver and power amplifiers for WLAN are presented using 0.2${\mu}{\textrm}{m}$ AlGaAs/InGaAs/GaAs pseudomorphic high electron mobility transistor(PHEMT). In each stage of the MMIC DA, a negative feedback is used for both broadband and good stability. The MMIC PA has employed a balanced configuration to overcome these difficulties and achieve high power with low VSWR over a wide frequency range. In the MMIC DA, the measurement results arc achieved as an input return loss under -4dB, an output return loss under -l0dB, a gain of 14dB, and a PldB of 17dB at C-band(36~ 44GHz). The chip size is 28mm$\times$1.3mm. The developed MMIC PA has the l0dB linear gain over 360Hz to 420Hz band and 22dBm PldB performance at 400Hz. The size of fabricated MMIC PA is 4mm x3mm. These results closely match with design results. This MMIC DA Sl PA will be used as the unit cells to develop millimeter-wave transmitters for use in wideband wireless LAN systems.

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A Decade-Bandwidth Distributed Power Amplifier MMIC Using 0.25 μm GaN HEMT Technology

  • Shin, Dong-Hwan;Yom, In-Bok;Kim, Dong-Wook
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제17권4호
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    • pp.178-180
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    • 2017
  • This study presents a 2-20 GHz monolithic distributed power amplifier (DPA) using a $0.25{\mu}m$ AlGaN/GaN on SiC high electron mobility transistor (HEMT) technology. The gate width of the HEMT was selected after considering the input capacitance of the unit cell that guarantees decade bandwidth. To achieve high output power using small transistors, a 12-stage DPA was designed with a non-uniform drain line impedance to provide optimal output power matching. The maximum operating frequency of the proposed DPA is above 20 GHz, which is higher than those of other DPAs manufactured with the same gate-length process. The measured output power and power-added efficiency of the DPA monolithic microwave integrated circuit (MMIC) are 35.3-38.6 dBm and 11.4%-31%, respectively, for 2-20 GHz.

10-GHz Band Voltage Controlled Oscillator (VCO) MMIC for Motion Detecting Sensors

  • Kim, Sung-Chan;Kim, Yong-Hwan;Ryu, Keun-Kwan
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제16권1호
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    • pp.12-16
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    • 2018
  • In this work, a voltage controlled oscillator (VCO) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) was demonstrated for 10-GHz band motion detecting sensors. The VCO MMIC was fabricated using a $2-{\mu}m$ InGap/GaAs HBT process, and the tuning of the oscillation frequency is achieved by changing the internal capacitance in the HBT, instead of using extra varactor diodes. The implemented VCO MMIC has a micro size of $500{\mu}m{\times}500{\mu}m$, and demonstrates the value of inserting the VCO into a single chip transceiver. The experimental results showed that the frequency tuning characteristic was above 30 MHz, with the excellent output flatness characteristic of ${\pm}0.2dBm$ over the tuning bandwidth. And, the VCO MMIC exhibited a phase noise characteristic of -92.64 dBc/Hz and -118.28 dBc/Hz at the 100 kHz and 1 MHz offset frequencies from the carrier, respectively. The measured values were consistent with the design values, and exhibited good performance.

위성통신용 MSM을 위한 흡수형 SPST MMIC 스위치의 설계 및 제작 (Design of Absorptive Type SPST MMIC Switch for MSM of Satellite Communication)

  • 염인복;류근관;신동환;이문규;오일덕;오승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.989-994
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    • 2005
  • 위성통신 시스템의 초고주파 스위치 메트릭스(MSM)를 위한 MMIC 스위치 칩을 InGaAs/GaAs p-HEMT 공정을 이용하여 설계 및 제작하였다. MMIC 스위치는 on과 off상태에서 우수한 입출력 반사계수를 위해 흡수형으로 설계되었다. 또한, 스위치 칩의 크기를 줄이기 위해 MIM 커패시터와 spiral 인덕터의 집중소자를 이용하여 3 GHz 대역에서의 ${\lambda}/4$ 임피던스 변환기를 구현하였다. 설계된 MMIC 스위치는 $3.2\~3.6\;GHz$ 대역에서 사용할 수 있으며 $1.6\;mm{\times}1.3\;mm$의 칩 크기를 갖는다. On-wafer 측정 결과, 2 dB 이하의 삽입 손실과 56.8 dB 이상의 격리도 특성을 나타내었다. 이와 같은 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하는 것이다.

A 20 W GaN-based Power Amplifier MMIC for X-band Radar Applications

  • Lee, Bok-Hyung;Park, Byung-Jun;Choi, Sun-Youl;Lim, Byeong-Ok;Go, Joo-Seoc;Kim, Sung-Chan
    • 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.

밀리미터파 대역 단일 집적 증폭기 (Monolithic Integrated Amplifier for Millimeter Wave Band)

  • 지홍구;오승엽
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.3917-3922
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    • 2010
  • 본 논문은 U-band(40~60 GHz)대역에 최적화된 epitaxial로 pHEMT(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)을 제작, 대신호 모델링하여 특성분석 및 60 GHz 대역의 3단 증폭기를 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 설계 제작하였다. 본 논문에 사용된 pHEMT는 $0.12\;{\mu}m$의 게이트 길이와 총 게이트 면적 $100\;{\mu}m$, $200\;{\mu}m$를 사용하여 대신호 모델링하였으며 설계시 안정도의 향상을 위하여 부궤환회로와 함께 MIM(Metal-Insulator-Metal) 커패시터 대신 MCLF(Microstriop Coupled Line Filter)를 사용하여 안정도를 향상시켰다. 제작결과 크기가 $2.5{\times}1.5mm^2$이고 소모된 전류는 약 40 mA, 동작주파수 59.5 ~ 60.5 GHz에서 이득 19.9 dB ~ 18.6 dB, 입력정합특성 -14.6 dB ~-14.7 dB, 출력정합 특성 -11.9 dB ~-16.3 dB와 출력 -5 dBm의 특성을 얻었다.

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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60 dB 온-오프 격리도를 위한 통신 위성 중계기용 MMIC MSM의 RF 결합 방법 (RF Interconnection Technique of MMIC Microwave Switch Matrix for 60 dB On-to-off Isolation)

  • 노윤섭;장동필;염인복
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.134-138
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    • 2006
  • S-대역 SPST MMIC 스위치의 격리도 특성을 두 서로 다른 RF 결합 방법 인 마이크로스트립(microstirp)과 접지 코플라나 웨이브가이드(GCPW) 선로로 구성하여 분석하였다. 스위치의 온-오프 격리도는 마이크로스트립 설계에 비하여 접지 코플라나 웨이브가이드 선로를 사용하는 경우 5.8 dB 개선되었고, 접지 코플라나 웨이브가이드 선로에 코플라나 와이어본드 결합을 적용하는 경우 6.9 dB 더 향상된 격리도 특성을 3.4 GHz의 주파수에서 얻을 수 있었다. 측정된 삽입 손실 및 IMD3는 $3.2{\sim}3.6\;GHz$ 대역에서 1.94 dB보다 작았으며, 64 dBc보다 큰 특성을 얻었다.

Ka 대역 위성통신 하향 링크를 위한 GaN 전력증폭기 집적회로 (GaN HPA Monolithic Microwave Integrated Circuit for Ka band Satellite Down link Payload)

  • 지홍구
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8643-8648
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    • 2015
  • 본 논문은 Ka대역 위성통신 탑재체의 하향링크대역인 주파수 19.5 GHz ~ 22 GHz대역에서 사용가능한 8W급 전력증폭기를 3단으로 설계 및 제작하여 특성 평가한 과정을 기술하였다. 제작된 전력증폭기 GaN MMIC는 3단으로 구성된 HEMT(High Electron Mobility Transistor)들로 이루어 졌으며 증폭기의 첫 번째단 게이트 폭은 $8{\times}50{\times}2um$, 두 번째단 게이트폭은 $8{\times}50{\times}4um$, 마지막단인 출력단의 게이트 폭은 $8{\times}50{\times}8um$의 구조로 이루어 졌다. 0.15 um GaN 공정으로 제작된 전력 증폭기 MMIC의 사이즈는 $3,400{\times}3,200um^2$ 이고 주파수 19.5 GHz ~ 22 GHz대역에서 입력 전압 20 V 일 때, 소신호 및 대신호 측정 결과 소신호 이득 29.6 dB 이상, 입력정합 최소 -8.2 dB, 출력정합 -9.7 dB, 최소 39.1 dBm의 출력전력, 최소 25.3%의 전력 부가 효율을 나타내었다. 따라서 설계 및 제작된 전력증폭기 MMIC는 Ka대역 위성통신 탑재체의 하향링크에 사용이 가능할 것으로 판단된다.