• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권5호
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• pp.61-68
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• 2005

본 논문에서는 낮은 변환손실 특성의 94 GHz MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) resistive 믹서를 설계 및 제작하였다. MIMIC resistive 믹서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT (High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 설계 및 제작되었다. 제작된 MHEMT는 드레인 전류 밀도 665 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 691 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 fT는 189 GHz, fmax는 334 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 94 GHz MIMIC 믹서의 개발을 위해 MHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 믹서를 설계하였다. 설계된 믹서는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었다. 94 GHz MIMIC resistive 믹서의 측정결과 변환손실 특성은 94 GHz에서 8.2 dB의 양호한 특성을 나타내었으며, 입력 P1 dB는 9 dBm, 출력 P1 dB는 0 dBm의 결과를 얻었다. Resistive 믹서의 LO-IF 격리도는 94.03 GHz에서 15.6 dB의 측정 결과를 얻었다. 본 논문에서 설계 및 제작된 94 GHz MIMIC resistive 믹서는 기존의 W-band 대역 resistive 믹서와 비교하여 낮은 변환손실 특성을 나타내었다.

• ETRI Journal
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• 제42권4호
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• pp.549-561
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• 2020

We developed a 0.1-㎛ metamorphic high electron mobility transistor and fabricated a W-band monolithic microwave integrated circuit chipset with our in-house technology to verify the performance and usability of the developed technology. The DC characteristics were a drain current density of 747 mA/mm and a maximum transconductance of 1.354 S/mm; the RF characteristics were a cutoff frequency of 210 GHz and a maximum oscillation frequency of 252 GHz. A frequency multiplier was developed to increase the frequency of the input signal. The fabricated multiplier showed high output values (more than 0 dBm) in the 94 GHz-108 GHz band and achieved excellent spurious suppression. A low-noise amplifier (LNA) with a four-stage single-ended architecture using a common-source stage was also developed. This LNA achieved a gain of 20 dB in a band between 83 GHz and 110 GHz and a noise figure lower than 3.8 dB with a frequency of 94 GHz. A W-band image-rejection mixer (IRM) with an external off-chip coupler was also designed. The IRM provided a conversion gain of 13 dB-17 dB for RF frequencies of 80 GHz-110 GHz and image-rejection ratios of 17 dB-19 dB for RF frequencies of 93 GHz-100 GHz.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.56-62
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• 2013

우리는 MOSFET Layout 단계에서 Multiplier 구성을 통한 Common centroid layout 방식을 사용한 무선 전력 전송 용 CMOS 정류회로를 제안한다. 제안하는 정류회로는 기존의 다이오드를 사용하지 않은 Cross-coupled MOSFET 정류회로로 13.56 MHz에서 동작한다. 전력 소모를 최소화하고, 높은 주파수까지 동작하기 위하여 Full bridge 정류회로에서 효율을 높이기 위한 비교기를 제거하였다. Layout 단계에서 Multiplier 구성을 통한 Common centroid layout 방식은 Chip-layout 상에서 MOSFER의 Finger에 의해 길어진 연결 선로에 존재하는 기생 직렬 저항과 병렬 Capacitor에 의해 발생하는 시간 지연을 줄이기 위해 고안되어, 천이 시간을 줄여 Cross-coupled 구조의 On-상태에서 Off-상태, 혹은 그 반대의 상태 변화를 빠르게 한다. 이는 빠른 상태 변화 시간으로 인해 전력 변환 효율을 증가시킨다. 본 정류회로는 $0.11{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었으며, 전력 변환 효율은 최대 86.4%로 측정되었으며, 600 MHz 이상까지 높은 전력 변환 효율을 가지며, 이는 현재 발표된 것 중, Cross-coupled 구성을 기반으로 한 정류회로 중 가장 높은 성능을 가진다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.670-680
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• 2010

본 논문에서는 0.13 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여, 이동단말기 탑재에 적합한 저 전력, 저 잡음 구조 개별 소자 (LNA, Mixer, VCO, frequency doubler, signal generator, down converter)들을 제안하고, 나아가 이를 하나의 칩으로 집적화 시킨 60 GHz 단일 칩 수신기 구조를 제안한다. 저전력화를 위해 current re-use 구조를 적용시킨 LNA의 경우, 11.6 mW 의 전력 소모 시, 56 GHz부터 60 GHz까지 측정된 잡음지수(NF)는 4 dB 이하이다. 저전력화를 위한 resistive mixer의 경우, Cgs의 보상 회로를 통하여 낮은 LO 신호 크기에서도 동작 가능하도록 하였다. -9.4dB의 변환 이득을 보여주며, 20 dB의 LO-RF isolation 특성을 가진다. Ka-band VCO는 4.99 mW 전력 소모 시측정된 출력 신호 크기는 27.4 GHz에서 -3 dBm이 되며, 26.89 GHz에서부터 1 MHz offset 기준으로 -113 dBc/Hz의 phase noise 특성을 보인다. 49.2 dB의 원신호 억제 효과를 보이는 Frequency Doubler는 총 전력 소모가 9.08 mW일 경우, -4 dBm의 27.1 GHz 입력 신호 인가 시 -53.2 dBm의 fundamental 신호(27.1 GHz)와 -4.45dBm의 V-band second harmonic 신호(54.2 GHz)를 얻을 수 있었으며, 이는 -0.45 dB의 변환 이득을 나타낸다. 60 GHz CMOS 수신기는 LNA, resistive mixer, VCO, frequency doubler, 그리고 drive amplifier로 구성되어 있으며, 전체 전력 소모는 21.9 mW이다. WLAN과의 호환 가능성을 위하여, IF(Intermediate Frequency) bandwidth가 5.25GHz(4.75~10 GHz)이며, RF 3 dB bandwidth는 58 GHz를 중심으로 6.2 GHz이다. 이때의 변환 손실은 -9.5 dB이며, 7 dB의 NF와 -12.5 dBm의 높은 입력 P1 dB를 보여주고 있다. 이는 60 GHz RF 회로의 저전력화, 저가격화, 그리고 소형화를 통한 WPAN용 이동단말기의 적용 가능성을 입증한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.473.1-473.1
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• 2014

We report on the characteristics of Zr-doped $In_2O_3$ (IZrO) films prepared by DC-RF magnetron cosputtering of $In_2O_3$ and $ZrO_2$ targets for use as a transparent electrode for high efficient organic solar cells (OSCs). The effect of $ZrO_2$ doping power on electrical, optical, structural, and surface morphology of the IZrO film was investigated in detail. At optimized $ZrO_2$ RF power of 50 W, the IZrO film exhibited a low sheet resistance of 20.71 Ohm/square, and a high optical transmittance of 83.9 %. Furthermore, the OSC with the IZrO anode showed a good cell-performance: fill factor of 61.71 %, short circuit current (Jsc) of $8.484mA/cm^2$, open circuit voltage (Voc) of 0.593 V, and power conversion efficiency (PCE) of 3.106 %. In particular, the overall OSC characteristics of the cell with the IZrO anode were comparable to those of the OSC with the conventional Sn-doped $In_2O_3$ (FF of 65.03 %, Jsc of $8.833mA/cm^2$, Voc of 0.608 V, PCE of 3.495 %), demonstrating that the IZrO anode is a promising alternative to ITO anode in OSCs.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제3권2호
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• pp.118-125
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• 2003

This paper presents a 5.8-㎓ oscillator that uses a novel defected ground structure(DGS), which is etched on the metallic ground plane. As the suggested defected ground structure is the structure for mounting an active device, it is the roles of a feedback loop inducing a negative resistance as well as a frequency-selective circuit. Applying the feedback loop between the drain and the gate of a FET device produces precise phase conversion in the feedback loop. The equivalent circuit parameters of the DGS are extracted by using a three-dimensional EM simulation ,md simple circuit analysis method. In order to demonstrate a new DGS oscillator, we designed the oscillator at 5.8-㎓. The experimental results show 4.17 ㏈m output power with over 22 % dc-to-RF power efficiency and - 85.8 ㏈c/Hz phase noise at 100 KHz offset from the fundamental carrier at 5.81 ㎓.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.862-867
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• 2009

본 논문에서는 2 mW/$cm^2$ 이하의 낮은 입력 전력 밀도에서 동작하는 2.45 GHz 렉테나를 제안하였다. 제안된 렉테나는 다이오드 2개를 사용하는 배전압 구조의 정류부와 다이오드에서 발생하는 2차 하모닉의 재 방사를 억압하기 위한 인쇄형 야기 안테나 구조를 사용하여 설계하였다. 인쇄형 야기 안테나는 2.45 GHz에서 약 5 dB의 이득을 가지며, 안테나를 통해 입력된 전력이 $0{\sim}14\;dBm$일 때 렉테나의 변환 효율은 $32{\sim}42%$으로 측정되었다. 개발된 렉테나는 저전력 소자의 전원 공급에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.478.1-478.1
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• 2014

We investigated $MoO_3$ graded ITO electrodes for organic solar cells (OSCs) without PEDOT:PSS buffer layer. The effect of $MoO_3$ thickness on the electrical, optical, and structural properties of $MoO_3$ graded ITO anodes prepared by RF/DC magnetron co-sputtering system using $MoO_3$ and ITO targets was investigated. At optimized conditions, we obtained $MoO_3$ graded ITO electrodes with a low sheet resistance of 13 Ohm/square, a high optical transmittance of 83% and a work function of 4.92 eV, comparable to conventional ITO films. Due to the existence of $MoO_3$ on the ITO electrodes, OSCs fabricated on $MoO_3$ graded ITO electrode without buffer layer successfully operated. Although OSCs fabricated on ITO anode without buffer layer showed a low power conversion efficiency of 1.249%, OSCs fabricated on $MoO_3$ graded ITO electrode without buffer layer showed a outstanding cell performance of 2.545%. OSCs fabricated on the $MoO_3$ graded ITO electrodes exhibited a fill factor of 61.275%, a short circuit current of 7.439 mA/cm2, an open circuit voltage of 0.554 V, and a power conversion efficiency of 2.545%. Therefore, $MoO_3$ graded ITO electrodes can be considered a promising transparent electrode for cost efficient and reliable OSCs because it could eliminate the use of acidic PEDOT:PSS buffer layer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.343-343
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• 2014

We reported on the electrical, optical, structural and morphological properties fabricated by co-sputtering for use as an anode for organic solar cells (OSCs). By adjusting RF and DC power of $MoO_3$ and IZO targets during co-sputtering, we fabricated the $MoO_3$-IZO electrode with graded content of the $MoO_3$ on the IZO films. At optimized $MoO_3$ thickness of 20 nm, the $MoO_3$ graded IZO electrode showed a higher mobility ($33cm^2/V-Sec$) than directly deposited $MoO_3$ on IZO film ($26cm^2/V-Sec$). At visible range (400nm~800nm), optical transmittance of the $MoO_3$ graded IZO electrode is higher than that of directly deposited $MoO_3$ on IZO film. High mobility of $MoO_3$ graded on IZO is attributed to less interface scattering between $MoO_3$ and IZO. To investigate the feasibility of $MoO_3$ graded IZO films, we fabricated conventional P3HT:PCBM based OSCs with $MoO_3$ graded IZO as a function of MoO3 thickness. The OSC fabricated on the $MoO_3$ graded IZO anode showed a fill factor of 66.53%, a short circuit current of $8.121mA/cm^2$, an open circuit voltage of 0.592 V, and a power conversion efficiency of 3.2% comparable to OSC fabricated on ITO anode and higher than directly deposited $MoO_3$ on IZO film. We suggested possible mechanism to explain the high performance of OSCs with a $MoO_3$ graded IZO.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권9호
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• pp.25-33
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• 2007

본 논문에서는 높은 격리특성과 광대역 특성을 갖고 IF 발룬을 필요로 하지 않는 94 GHz MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) single balanced cascode 믹서를 설계 및 제작하였다. 또한 믹서의 높은 격리특성과 광대역 특성을 위한 94 GHz 대역의 3 dB tandem 커플러를 설계 및 제작하였다. MIMIC single balanced cascode 믹서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT(High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 설계 및 제작되었다. 제작된 MHEMT는 드레인 전류 밀도 665 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 691 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 $f_T$는 189 GHz, $f_{max}$는 334 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 94 GHz MIMIC 믹서의 개발을 위해 MHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 믹서를 설계하였다. 설계된 믹서는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었다. 94 GHz MIMIC single balanced cascode 믹서의 측정결과 변환손실 특성은 LO 신호의 크기가 10.9 dBm 일 때 94 GHz에서 9.8 dB의 양호한 특성을 나타내었다. 제작된 믹서의 LO-RF 격리도는 94 GHz에서 29.5 dB 그리고 100 GHz에서 39.5 dB의 측정 결과를 얻었다. 또한 제작된 믹서는 외부의 IF 발룬을 필요하지 않아 소형화가 가능하다. 본 논문에서 설계 및 제작된 94 GHz MIMIC single balanced cascode믹서는 기존의 balanced 믹서와 비교하여 높은 격리 특성을 나타내었다.