• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권2호
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• pp.89-95
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• 2003

In this paper, we have designed and fabricated high conversion gain Q-band active sub-harmonic mixers for a receiver of millimeter wave wireless communication systems. The fabricated active sub-harmonic mixer uses 2nd harmonic signals of a low local oscillator (LO) frequency. The fabricated mixer was successfully integrated by using $0.1{\;}\mu\textrm{m}$GaAs pseudomorphic high electron mobility transistors (PHEMTs) and coplanar waveguide (CPW) structures. From the measurement, it shows that maximum conversion gain of 4.8 dB has obtained at a RF frequency of 40 GHz for 10 dBm LO power of 17.5 GHz. Conversion gain from the fabricated sub-harmonic mixer is one of the best reported thus far. And a phase noise of the 2nd harmonic was obtained -90.23 dBc/Hz at 100 kHz offset. The active sub-harmonic mixer also ensure a high degree of isolations, which are -35.8 dB from LO-to-IF and -40.5 dB from LO-to-RF, respectively, at a LO frequency of 17.5 GHz.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제2C권5호
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• pp.273-278
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• 2002

Even though the modulating signal frequency of the light is too high to detect directly, the signal can be extracted by frequency conversion at the same time as the detection by means of the non-linearity of the APD. An analysis is presented for super-high-speed optical demodulation by an APD with electronic mixing. A normalized gain is defined to evaluate the performance of the frequency conversion demodulation. The nonlinear effect of the internal capacitance was included in the small signal circuit analysis. We showed theoretically and experimentally that the normalized gain is dependent on the down converted difference frequency component. In the experiment, the down converted different frequency outputs became larger than the directly detected original signal for the applied local signal of 20㏈m.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권2호
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• pp.45-49
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• 2009

본 논문에서는 900Mhz 대역의 UHF RFID에서 직접변환방식의 LNA/Mixer를 설계하였다. 설계된 회로는 3.3V로 동작하며, 0.18um CMOS 공정으로 구현되었다. 본 논문은 높은 self jamming 신호를 극복하기 위해 공통게이트 입력 구조를 사용하였으며, 고이득, 저이득의 두 가지 동작 모드를 갖도록 설계되었다 측정결과, 설계된 LNA/Mixer는 고이득 모드와 저이득 모드에서 각각 4dBm과 11dBm의 입력 p1dB를 갖고, 12dB와 3dB의 변환이득을 갖는다. 또한, 두 가지 모드에서 각각 60mW와 79mW의 전력을 소비하며, 16dB와 20dB의 잡음지수를 갖는다.

• 전력전자학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.319-326
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• 2019

The use of high-voltage gain converters is essential for distributed power generation systems with renewable energy sources, such as fuel and solar cells, due to their low-voltage characteristics. In this study, a novel high-voltage gain non-isolated buck boost converter topology is proposed to cope with the need of a high-voltage conversion ratio without the transformer for the renewable energy sources. Given that the proposed topology utilizes the cascode structure, the voltage gain and the efficiency are higher than those of other conventional non-isolated converters. To demonstrate the feasibility of the proposed topology, the operation principle is presented, and the steady-state characteristics are analyzed in detail. The validity of the proposed converter is verified by experiments with a 400 W prototype converter.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.61-67
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• 2012

본 논문에서는 동작영역(dynamic range)을 고려하여 주파수 변환부에 높은 변환이득(conversion gain)과 선형성을 확보하면서 동시에 동작영역을 넓히는 설계방법을 제안하였다. 슈퍼헤테로다인 방식의 RF Front-End단에 능동혼합기(active mixer)를 적용하였으며, GaAs소자를 사용하였다. 회로구성은 설계가 용이하고 회로형태가 단순한 장점이 있는 드레인 혼합기로 구성하였으며, 수동 혼합기와의 동작영역을 비교,분석하였다. 시뮬레이션 결과 약 2.4dB의 변환이득과 0.2dBm의 이득-압축점, 그리고 71.9dB의 동작 영역를 나타내었으며, 수동혼합기와 비교하였을 때, 약 6dB의 동작영역이 개선됨을 확인하였다. 측정결과로는 약 2dB의 변환이득과 -1.0dBm의 이득-압축점, 그리고 71.1dB의 동작영역을 확인하였다. 수동혼합기와 비교하였을 경우, 약 8dB의 동작영역이 개선됨을 확인할 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권5호
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• pp.595-604
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• 2016

Utilizing a standard 130-nm CMOS process, a RF frontend is designed at 24 GHz for automotive collision avoidance radar application. Single IF direct conversion receiver (DCR) architecture is adopted to achieve high integration level and to alleviate the DCR problem. The proposed frontend is composed of a two-stage LNA and downconversion mixers. To save power consumption, and to enhance gain and linearity, stacked NMOS-PMOS $g_m$-boosting technique is employed in the design of LNA as the first stage. The switch transistors in the mixing stage are biased in subthreshold region to achieve low power consumption. The single balanced mixer is designed in PMOS transistors and is also realized based on the well-known folded architecture to increase voltage headroom. This frontend circuit features enhancement in gain, linearity, and power dissipation. The proposed circuit showed a maximum conversion gain of 19.6 dB and noise figure of 3 dB at the operation frequency. It also showed input and output return losses of less than -10 dB within bandwidth. Furthermore, the port-to-port isolation illustrated excellent characteristic between two ports. This frontend showed the third-order input intercept point (IIP3) of 3 dBm for the whole circuit with power dissipation of 6.5 mW from a 1.5 V supply.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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• pp.1133-1136
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• 2002

We designed and fabricated a low local oscillation (LO) power V-band CPW mixer module using a CPW-to-waveguide transition technology for the application of millimeter-wave wireless communication systems. The mixer was designed using a unique gate mixing architecture to achieve simultaneously a low LO input power, a high conversion gain, and good LO-RF isolation characteristics. The fabricated mixer exhibited a high conversion gain of 2 dB at a low LO power of 0 dBm. For data transmission of the 60 ㎓ wireless LNA systems, we fabricated a CPW-to-waveguide converter module of WR-15 type and mounted the fabricated mixer in the converter module. The fabricated V-band mixer exhibited a higher conversion gain and a lower LO input power than other reported V-band mixers.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권5호
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• pp.197-203
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• 2003

본 논문에서는 cascode 하모닉 발생기를 이용하여 고변환이득 특성의 밀리미터파 subharmonic 믹서를 설계 및 제작하였다. 밀리미터파 subharmonic 믹서는 0.1 ㎛ GaAs PHEMT와 CPW 라이브러리를 이용하여 설계되었다. 설계된 cascode 하모닉 발생기의 출력 특성 측정결과, 14.5 GHz의 신호를 10 dBm 전력으로 인가하였을때, 1차, 2차 및 4차 하모닉 성분은 각각 -21.62 dBm, -32.65 dBm 및 -13.45 dBm의 결과를 얻어 가장 큰 4차 하모닉 성분을 얻었으며, 제작된 밀리미터파 subharmonic 믹서의 측정결과 14.5 GHz LO 신호를 13 dBm의 크기로 입력하였을 때 3.4 dB의 높은 변환이득 특성을 얻었다. 또한 -53.6 dB의 LO-to-IF, -46.2 dB의 우수한 LO-to-RF 격리 특성을 나타내었다. 제작된 밀리미터파 subharmonic 믹서는 기존에 발표된 밀리미터파 대역의 subharmonic 믹서에 비해 가장 높은 변환이득 특성을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.492-498
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• 2003

본 논문은 캐스코드결합에 의한 마이크로파 자기발진믹서를 설계하기 위하여 믹서가 최적 변환이득을 나타내는 바이어스 조건에 대해 분석하였다. 마이크로파 자기발진믹서는 두 개의 GaAs MESFET를 케스코드 결합시켰으며 상위 MESFET는 비교적 높은 Q값을 가지는 유전체공진기에 의해서 발진기로 동작시키고 아래쪽 FET는 저잡음 특성과 최적의 변환이득을 나타내는 믹서로서 동작시켰다. 분석결과 드레인 전압은 $V_{ds}=2.5V$이고 게이트바이어스 전압은 $V_{gs1}=-0.2V와 \;V_{g2}=0V$로 선정하였을 때 설계된 5.15Ghz의 발진기 출력은 5.92dBm, 위상잡음은 -132.0dBc@100KHz, 믹서의 변환손실은 약 -3dB를 나타내어 이론에 의한 자기발진믹서를 설계할 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1167-1172
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• 2013

본 논문에서는 하나의 트랜지스터로 발진과 주파수 혼합이 동시에 이루어지는 self-oscillating-mixer(SOM) 방식을 적용하여 높은 변환 이득을 갖는 X-band 도플러 레이더를 설계하였다. SOM의 위상 잡음 특성을 향상시키기 위하여 ${\lambda}/2$ slotted square patch resonator(SSPR) 공진기를 제안하였으며, 동일 주파수에서 기존 공진기에 비해 50 %의 면적 감소와 175.4의 높은 Q값을 이루었다. 제작된 SOM은 저 전력 시스템을 구현하기 위해 1.7 V의 낮은 바이어스 전압을 인가해 주었으며, 높은 변환 이득을 위하여 트랜지스터의 pinch-off voltage 근처를 동작점으로 설정하였고, 변환 이득이 최대가 되도록 최적화 하였다. 제안된 SOM의 출력 파워는 10.65 GHz에서 -3.16 dBm으로 측정되었으며, DC Power consumption은 7.65 mW로 상대적으로 작은 전력을 소모한다. 또한, 9.48 dB의 높은 변환 이득 특성과 100 kHz offset에서 -90.91 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 나타내며, 이때 성능지수(FOM)는 -181.8 dBc/Hz 으로 다른 SOM에 비해 7 dB 이상 개선되었다.