• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권10호
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• pp.90-97
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• 2006

본 논문에서는 cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킨 밀리미터파 광대역 amplifier를 설계 및 제작하였다. 밀리미터파 광대역 cascode amplifier의 설계 및 제작을 위해서 $0.1{\mu}m\;{\Gamma}-gate$ GaAs PHEMT와 CPW 및 passive library를 개발하였다. 제작된 PHEMT는 최대 전달 컨덕턴스는 346.3 mS/mm, 전류이득 차단 주파수 ($f_T$)는 113 GHz, 그리고 최대공진 주파수($f_{max}$)는 180 GHz의 특성을 갖고 있다. 설계된 cascode amplifier는 회로의 발진을 막기 위해서 저항과 캐패시터를 common-rate 소자의 드레인에 병렬로 연결하였다. 대역폭의 확장 및 gain의 평탄화를 위해 바이어스 단들에 short stub 및 common-source 소자와 common-gate 소자 사이에 보상 전송선로를 삽입하고 최적화하였으며, 입출력 단은 광대역 특성을 갖는 정합회로로 설계하였다. 제작된 cascode amplifier의 측정결과, cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킴으로써 대역폭을 확장 및 gain을 평탄화 시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 3 dB 대역폭은 34.5 GHz ($19{\sim}53.5GHz$)로 광대역 특성을 얻었으며, 3 dB대역 내에서 평균 6.5 dB의 $S_{21}$ 이득 특성을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.678-681
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• 2020

In this paper, we analyzed the noise figure of cascode low noise amplifier (LNA) based on the measured data of 65nm CMOS devices. By using the channel thermal noise model of transistors, we expanded noise figure equation and divided the equation into three parts to see its contributions to noise figure. We also varied design parameters such as bias point, transistor gate width, and operating frequency. Our results show that different noise sources dominate at the different operating frequencies. One can easily find the noise transition frequency with device models in ahead of the practical design. Therefore, this research provides a low noise design approach for different operating frequencies.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.553-559
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• 2022

본 논문에서는 cascode GaN FET의 하프 브릿지 구성에서 오실레이션 억제를 위한 RC 스너버 회로 설계 기술을 분석한다. 대표적인 WBG 소자인 cascode GaN FET는 우수한 고속 스위칭 특성이 우수하다. 다만, 이러한 고속 스위칭 특성으로 인하여 false turn-off 문제가 야기되며, 이를 억제하기 위해 RC 스너버 회로가 필수적이다. 따라서, 일반적으로 많이 사용되는 실험 기반의 선정 기법과 근궤적법을 이용한 분석 기법을 비교한다. 일반적인 방법의 경우 실험적 경험을 바탕으로 오실레이션 억제 성능이 만족될 때까지 지속적인 회로 변경이 필요하다. 하지만, 근궤적 기법의 경우 비진동 R-C 맵을 기반으로 초기값을 설정 할 수 있다. 이러한 설계 기술에 따른 성능을 비교하기 위해 모의실험과 실제 더블 펄스 회로 구성을 통한 실험을 진행하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.647-653
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• 2005

본 논문에서는 캐스코드 결합 HBT의 이미터와 베이스단에 인덕터를 설치하여 저잡음과 고이득 특성을 동시에 나타내는 MMIC-LNA 증폭기를 설계하였다. 제작된 MMIC 증폭단은 3mA, 2.7V의 바이어스 조건에서 이득은 3.7GHz에서 약 19dB, 잡음지수는 2.7dB를 보였으며, 35dBc의 이미지시호 제거 특성을 보였다. 저 잡음과 고 이득 특성을 갖는 캐스코드 MMIC 증폭단을 이용하여 마이크로파 수신기의 전단부의 설계가 가능함을 보였으며 이미지 제거 필터의 성능을 만족시키기 위하여 능동필터와 함께 설계할 경우 RF 수신 전단부의 완전한 MMIC 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권9호
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• pp.18-24
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• 2007

본 논문에서는 cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킨 밀리미터파 광대역 단일 종단 증폭기와 tandem 결합기를 이용한 밀리미터파 광대역 평형 증폭기를 설계 및 제작하였다. 증폭기 제작을 위하여 0.1 ${\mu}m\;{\Gamma}-gate$ GaAs PHEMT가 사용되었다. 제작된 단일 종단 증폭기는 37 GHz($18.5{\sim}55.5$ GHz)의 3 dB 대역폭과 47 GHz에서 9.38 dB의 최대 $S_{21}$ 이득 특성을 얻을 수 있었다. 밀리미터파 대역용 광대역 평형 증폭기 제작을 위해 사용된 tandem 결합기는 $30{\sim}60$ GHz에서 평균 3.5 dB의 결합 계수 및 -23 dB 이하의 반사 손실을 얻을 수 있었다. 제작된 평형 증폭기는 44.5 GHz($21{\sim}65.5$ GHz)의 3 dB 대역폭을 얻었으며, 최대 $S_{21}$ 이득은 60 GHz에서 10.4 dB의 값을 얻을 수 있었다. Tandem 결합기를 이용한 평형 증폭기는 shunt peaking 기술을 이용한 단일 종단 증폭기에 비해 20% 증가된 3 dB 대역폭을 보였으며, 더 낮은 입력 및 출력 반사 손실을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.505-506
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• 2006

In this paper, the linearization technique for CMOS low-noise amplifier (LNA) using the derivative superposition method through the multiple gated transistors configuration is presented. LNA based on 0.13um RF CMOS process has been implemented with a modified cascode configuration using multiple gated common source transistors to fulfill a high linearity. Compared with a conventional cascode type LNA, the third order input intercept point (IIP3) per DC power consumption (IIP3/DC) is improved by 3.85 dB. The LNA achieved 2.5-dBm IIP3 with 13.4-dB gain, 3.6 dB NF at 2.4 GHz consuming 8.56 mA from a 1.5-V supply.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.63-74
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• 2024

This Paper presents a resistive wideband fully differential low-noise amplifier (LNA) designed using a noise-cancellation technique for TV tuner applications. The front-end of the LNA employs a cascode common-gate (CG) configuration, and cross-coupled local feedback is employed between the CG and common-source (CS) stages. The moderate gain at the source of the cascode transistor in the CS stage is utilized to boost the transconductance of the cascode CG stage. This produces higher gain and lower noise figure (NF) than a conventional LNA with inductor. The NF can be further optimized by adjusting the local open-loop gain, thereby distributing the power consumption among the transistors and resistors. Finally, an optimized DC gain is obtained by designing the output resistive network. The proposed LNA, designed in SK Hynix 180 nm CMOS, exhibits improved linearity with a voltage gain of 10.7 dB, and minimum NF of 1.6-1.9 dB over a signal bandwidth of 40 MHz to 1 GHz.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.305-308
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• 2009

This paper presents the design and analysis of RF Front End for Wireless Heartbeat measurement System. In this work LNA, an inductor connected at the gate of the cascode transistor and capacitive cross-coupling are strategically combined to reduce the noise and the nonlinearity influences of the cascode transistors in a differential LNA. The Mixer is implemented by using the Gilbert-type configuration, cross pmos injection technique and the resonating technique for the tail capacitance. The resulting LNA achieves 1.26 dB NF, better than 1.88dB NF Typical Also Mixer resulting achieves 9.8dB at 100KHz.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.957-963
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• 2005

본 논문에서는 TSMC 0.25 ${\mu}m$ CMOS RF-Mixed mode 공정 기술을 이용하여 초고속 광통신 시스템의 수신부에 사용되는 광대역 transimpedance amplifier를 설계하였다. 특히 광대역을 구성하기 위해 cascode와 common-source 구조에 active inductor shunt peaking을 이용하여 설계 및 제작하였으며, 측정 결과 gain 변화 없이 -3 dB 대역폭 특성이 cascode는 0.8 GHz에서 $81\%$ 증가한 1.45 GHz, common-source는 0.61 GHz에서 $48\%$ 증가한 0.9 GHz 결과가 나왔으며, 전체 파워 소비는 바이어스 2.5 V를 기준으로 37 mW와 45 mW이며, transimpedance gain은 61 dB$\Omega$과 61.4 dB$\Omega$을 얻을 수 있었다. 그리고 input noise current density도 상용 TIA와 거의 비슷한 $5 pA/\sqrt{Hz}$와 $4.5 pA/\sqrt{Hz}$를 가지며, out put Return loss는 전 대역에서 -10 dB 이하의 정합 특성을 보였다. 그리고 전체 chip 사이즈는 $1150{\times}940{\mu}m^2$이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권6A호
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• pp.697-704
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• 2004

본 논문에서 0.5$\mu\textrm{m}$ GaAs MESFET을 이용하여 5GHz대 무선랜에 사용 가능한 MMIC 가변이득 저잡음 증폭기를 설계 및 제작하였다. 이득과 잡음성능이 우수한 증가형 GaAs MESFET과 선형성이 좋은 공핍형 MESFET 조합의 캐스코드 구조로 저잡음 증폭기를 설계하기 위하여 Turlington의 점근선법을 이용하여 MESFET의 비선형 전류 전압특성에 대한 거동 모델 방정식을 도출하였다. 이로부터 캐스코드 증폭기의 공통 소오스 FET는 4${\times}$50$\mu\textrm{m}$ 크기의 증가형 MESFET으로 공통 게이트 FET는 2${\times}$50$\mu\textrm{m}$ 크기의 공핍형 MESFET으로 설계하였다. 제작된 가변이득 저잡음 증폭기의 잡음지수는 4.9GHz에서 2.4dB, 가변 이득범위는 17dB이상, IIP3는 -4.8dBm이며, 12.8mW의 전력을 소비하였다.