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0.25 ㎛ GaN HEMT 기술을 이용한 우수한 성능의 X-대역 전력 증폭기
이복형,박병준,최선열,임병옥,고주석,김성찬,Lee, Bok-Hyung,Park, Byung-Jun,Choi, Sun-Youl,Lim, Byeong-Ok,Go, Joo-Seoc,Kim, Sung-Chan 한국전기전자학회 2019 전기전자학회논문지 Vol.23 No.2
본 논문에서는 게이트 길이가 $0.25{\mu}m$인 GaN HEMT 기술을 사용하여 개발된 X-대역 전력 증폭기의 특성을 기술한다. 개발된 X-대역 전력 증폭기는 9~10 GHz의 대역에서 22.7 dB 이상의 소신호 이득과 43.02 dBm(20.04 W) 이상의 포화 출력 전력을 가진다. 최대 포화 출력 전력은 9.5 GHz에서 43.84 dBm (24.21 W)이였다. 전력 부가 효율은 41.0~51.24%의 특성을 얻었으며 칩의 크기는 $3.7mm{\times}2.3mm$이다. 출력 전력 밀도는 $2.84W/mm^2$를 나타내었다. 개발된 GaN 전력 증폭기는 다양한 X-대역 레이더 응용에 적용 가능할 것으로 예상된다. This work describes the design and characterization of a X-band power amplifier (PA) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) using a $0.25{\mu}m$ gate length gallium nitride (GaN) high electron mobility transistor (HEMT) technology. The developed X-band power amplifier MMIC has small signal gain of over 22.7 dB and saturated output power of 43.02 dBm (20.04 W) over the entire band of 9 to 10 GHz. Maximum saturated output power is a 43.84 dBm (24.21 W) at 9.5 GHz. Its power added efficiency (PAE) is 41.0~51.24% and the chip dimensions are $3.7mm{\times}2.3mm$, generating the output power density of $2.84W/mm^2$. The developed GaN power amplifier MMIC is expected to be applied in a variety of X-band radar applications.
0.1 m Metamorphic HEMT를 이용한고이득 D-Band MMIC 2단 구동증폭기 개발
이복형,이진구 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.12
We report a high gain D-band(110 - 140 GHz) MMIC drive amplifier based on 0.1 µm InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT technology. The amplifier shows an excellent S21 gain characteristic greater than 10 dB in a millimeterwave frequency of 110 GHz, Also the amplifier has good reflection characteristics of a S11 of -3.5 dB and a S22 of -6.5 dB at 110 GHz, respectively. The high performances of the MMIC drive amplifier is mainly attributed to the characteristics of the MHEMTs exhibiting a maximum transconductance of 760 mS/mm, a current gain cut-off frequency of 195 GHz and a maximum oscillation frequency of 391 GHz. 본 논문에서는 0.1 µm InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT기술을 기반으로 하여 D-Band(110 - 140 GHz) 대역에서 동작하는 MMIC 2단 구동 증폭기를 제작하였다. 제작된 구동 증폭기는 밀리미터파 대역인 110 GHz에서 10 dB 이상의 우수한 S21 이득 특성을 보였으며, 이때 반사 특성 또한 S11 -3.5 dB와 S22 -6.5 dB로 양호한 특성을 얻었다. 이러한 높은 성능의 MMIC 구동증폭기의 특성은 주로 MHEMT성능에 기인한다. 본 논문에서 적용한 0.1 µm MHEMT는 760 mS/mm의 전달컨덕턴스 특성과 195 GHz의 차단주파수 391 GHz의 최대공진 주파수 특성을 갖는다.
$0.1{\mu}m$ Metamorphic HEMT를 이용한 고이득 D-Band MMIC 2단 구동증폭기 개발
이복형,이진구,Lee, Bok-Hyung,Rhee, Jin-Koo 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.12
본 논문에서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT기술을 기반으로 하여 D-Band(110 - 140 GHz) 대역에서 동작하는 MMIC 2단 구동 증폭기를 제작하였다. 제작된 구동 증폭기는 밀리미터파 대역인 110 GHz에서 10 dB 이상의 우수한 $S_{21}$ 이득 특성을 보였으며, 이때 반사 특성 또한 $S_{11}$ -3.5 dB와 $S_{22}$ -6.5 dB로 양호한 특성을 얻었다. 이러한 높은 성능의 MMIC 구동증폭기의 특성은 주로 MHEMT 성능에 기인한다. 본 논문에서 적용한 $0.1{\mu}m$ MHEMT는 760 mS/mm의 전달컨덕턴스 특성과 195 GHz의 차단주파수 391 GHz의 최대공진 주파수 특성을 갖는다. We report a high gain D-band(110 - 140 GHz) MMIC drive amplifier based on $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs metamorphic HEMT technology. The amplifier shows an excellent $S_{21}$ gain characteristic greater than 10 dB in a millimeterwave frequency of 110 GHz, Also the amplifier has good reflection characteristics of a $S_{11}$ of -3.5 dB and a $S_{22}$ of -6.5 dB at 110 GHz, respectively The high performances of the MMIC drive amplifier is mainly attributed to the characteristics of the MHEMTs exhibiting a maximum transconductance of 760 mS/mm, a current gain cut-off frequency of 195 GHz and a maximum oscillation frequency of 391 GHz.