[논문]잡음전력비를 이용한 온-웨이퍼형 DUT의 잡음상관행렬 측정

이동현; 염경환

doi:10.5515/kjkiees.2019.30.2.111

잡음전력비를 이용한 온-웨이퍼형 DUT의 잡음상관행렬 측정
Measurement of Noise Wave Correlation Matrix for On-Wafer-Type DUT Using Noise Power Ratios 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.30 no.2, 2019년, pp.111 - 123

초록
AI-Helper

본 논문에서는 온-웨이퍼형 DUT 측정을 위한 입력 터미네이션의 정의방법을 제안하였으며, 제안된 방법으로 새롭게 정의된 입력 터미네이션과 잡음전력비에 기초한 잡음상관행렬 측정방법을 이용, 온-웨이퍼형 DUT의 잡음상관행렬을 측정하였다. 그리고 온-웨이퍼 DUT를 측정하기 위해 웨이퍼 프로브와 바이어스-티가 포함된 잡음측정 구성을 보였다. 온-웨이퍼형 DUT 측정을 위한 입력 터미네이션을 정의하기 위해서는 바이어스-티와 프로브 그리고 open으로 종단된 선로가 결합된 어댑터의 S-파라미터가 필요하며, 이를 위해 1-포트 측정을 통해 어댑터의 2-포트 S-파라미터를 결정하는 방법을 보였다. 이 측정된 어댑터의 S-파라미터 이용, 온-웨이퍼형 DUT 측정을 위한 새로운 입력 터미네이션을 정의하는 방법을 보였다. 제안된 방법으로 1.5 dB의 잡음지수를 갖는 칩 소자의 잡음상관행렬을 측정하였고, 측정된 잡음상관행렬을 이용하여 칩 소자의 잡음 파라미터 결과를 얻었다. 칩 소자의 잡음 파라미터 결과는 칩 소자의 데이터시트에 있는 잡음 파라미터 결과와 유사한 결과를 보였으며, 반복 측정을 통해 측정된 결과가 신뢰할 수 있는 결과임을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we propose a method for defining the input termination for on-wafer-type device under test (DUT) measurement. Using the newly defined input termination and noise wave correlation matrix (NWCM) measurement method based on noise power ratio, the NWCM of the on-wafer-type DUT was measured. We demonstrate a noise measurement configuration that includes wafer probes and bias tees to measure the on-wafer DUT. The S-parameter of the adapter that combines the bias tee, probe, and a line terminated by open is required to define the input termination for on-wafer DUT measurement. To measure the S-parameter of the adapter, a 2-port S-parameter measurement method using 1-port measurement is introduced. Using the measured S-parameters, a method for defining the new input termination for on-wafer-type DUT measurement is applied. The proposed method involves the measurement of the NWCM of the chip with a 1.5 dB noise figure. The noise parameters of the chip were obtained using the measured NWCM. The results indicate that the obtained values of the noise parameters are similar to those mentioned on a datasheet for the chip. In addition, repeated measurements yielded similar results, thereby confirming the reliability of the measurements.

주제어

표/그림 (15)

그림 그림 1. S-행렬과 잡음파를 이용한 2-포트 회로망의 표현 Fig. 1. Representation of a two-port network using S-matrix and noise wave.
그림 그림 2. NWCM 측정 구성 Fig. 2. Measurement set-up of NWCM.
그림 그림 3. 온-웨이퍼형 DUT의 구성 Fig. 3. Configuration of on-wafer type DUT.
그림 그림 4. 프로브와 선로가 결합된 2-포트 회로망 Fig. 4. Cascaded connection of probe and microstrip line.
그림 그림 5. 프로브와 선로가 결합된 구조의 2-포트 S-파라미터 측정구성 Fig. 5. 2-port S-parameter measurement set-up for combined structure of probe and microstrip line.
그림 그림 6. TRL 교정용 기판 구성 Fig. 6. Configuration of substrate for TRL calibration.
그림 그림 7. 바이어스-티의 삽입손실 측정결과 Fig. 7. Measurement results of insertion loss for bias-tee.
그림 그림 8. 제작된 TRL 교정용 기판 Fig. 8. Fabricated substrate for TRL calibration.
그림 그림 9. 프로브와 선로가 결합된 구조의 2-포트 S-파라미터 검증을 위한 측정 Fig. 9. Measurement for 2-port S-parameter verification of combined structure of probe and microstrip line.
그림 그림 10. S_m1 + S_m2와 S_t의 측정결과 비교 Fig. 10. Comparison of measurement results for S_m1+S_m2 and S_t.
그림 그림 11. MGA-72543 칩이 조립된 온-웨이퍼형 DUT Fig. 11. On-wafer type DUT composed of MGA-72543 chip.
그림 그림 12. MGA-72543 칩의 S-파라미터 측정결과 Fig. 12. S-parameter measurement results of MGA-72543 chip.
그림 그림 13. 온-웨이퍼 DUT 측정을 위한 장비 구성 Fig. 13. Instrumentation set-up for on-wafer type DUT measurement.
그림 그림 14. MGA-72543 칩의 잡음 파라미터 측정결과 Fig. 14. Noise parameter measurement results of MGA-72543.
표 표 1. 반복 측정에 대한 측정결과들의 최대 표준편차 Table 1. The maximum standard deviation of the measurement results for repeated measurement.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	잡음전력을 결정하는 방법은 무엇인가?	식 (10)의 nx,c는 Γg,c에 대한 출력 잡음전력 nc를 기준으로 Γg,x(x = h, o, s, d)에 대한 출력 잡음전력 nx의 잡음전력비를 의미한다. 이 nx,c는 잡음전력 측정으로부터 결정된 값이다. 그리고 분자의 첫 번째 항은 Γg,x에 의한 DUT의 출력 잡음전력을 나타내며, 이 또한 측정을 통해 결정된 값이다. 미지수 c1과 c2를 포함하는 두 번째 항은 식 (2)의 성분인 c11, c22 및 c12를 사용하여 확장할 수 있다.
	내부에 잡음이 있는 2-포트 회로망의 표현방법에는 무엇이 있는가?	내부에 잡음이 있는 2-포트 회로망의 표현방법으로는 내부의 잡음원을 입력 포트에 등가적인 직렬 전압원과 병렬 전류원으로 나타내는 방법[1],[2]과 각 포트에서 발생하는 잡음파(noise wave)로 표현하는 방법[3]～[6]이 있다. 잡음 파를 이용한 2-포트 회로망의 잡음 표현은 그림 1과 같이 각 포트로 잡음파 c1과 c2가 나타나는 형태로 표현된다[4]～[6].
	잡음 측정 시에 사용하는 입력 터미네이션들은 무엇인가?	잡음 측정 시에 사용하는 입력 터미네이션들은 동축형이다. 따라서 참고문헌 [8]～ 참고문헌 [13]에서 동축형 DUT 측정 시, 입력 터미네이션들은 동축형 DUT에 직접연결이 된다.

참고문헌 (24)

IRE Subcommittee on Noise, "IRE standards on methods of measuring noise in linear twoports, 1959," in Proceedings of the IRE, Jan. 1960, vol. 48, no. 1, pp. 60-68.
H. Rothe, W. Dahlke, "Theory of noisy four poles," in Proceedings of the IRE, Jun. 1956, vol. 44, no. 6, pp. 811-818.
P. Penfield, "Wave representation of amplifier noise," IRE Transactions on Circuit Theory, vol. 9, no. 1, pp. 84-86, Mar. 1962.

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G. F. Engen, "A new method of characterizing amplifier noise performance," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 19, no. 4, pp. 344-349, Nov. 1970.

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S. W. Wedge, "Computer-aided design of low noise microwave circuits," Ph.D. Dissertation, California Institute of Technology, California, 1991.
S. W. Wedge, D. B. Rutledge, "Wave techniques for noise modeling and measurement," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 40, no. 11, pp. 2004-2012, Nov. 1992.

상세보기
H. Hillbrand, P. Russer, "An efficient method for computer aided noise analysis of linear amplifier networks," IEEE Transactions on Circuits Systems, vol. 23, no. 4, pp. 235-238, Apr. 1976.

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A. R. Ahmed, K. W. Yeom, "An extraction of two-port noise parameters from measured noise powers using an extended six-port network," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 62, no. 10, pp. 2423-2434, Oct. 2014.

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염경환, 압둘-라흐만, "6-포트 회로망을 이용한 잡음 파라미터 측정," 한국전자파학회논문지, 26(2), pp. 119-126, 2015년 2월.

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이동현, 압둘-라흐만, 이성우, 염경환, "8-포트 회로망을 이용한 온-웨이퍼형 DUT의 잡음 파라미터 측정," 한국전자파학회논문지, 25(8), pp. 808-820, 2014년 8월.

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이동현, 염경환, "스펙트럼 분석기를 이용한 2가지 잡음 파라미터 측정방법과 비교," 한국전자파학회논문지, 26(12), pp. 1072-1082, 2015년 12월.

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이동현, 염경환, "상대적인 잡음비를 이용한 잡음상관행렬 측정방법," 한국전자파학회논문지, 27(5), pp. 430-437, 2016년 5월.

원문보기 상세보기
D. H. Lee, A. R. Ahmed, and K. W. Yeom, "A measurement of noise wave correlation matrix using noise power ratios," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, to be published. doi:10.1109/TIM. 2018.2866315

상세보기
J. W. Archer, R. A. Batchelor, "Fully automated onwafer noise characterization of GaAs MESFETs and HEMTs," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 40, no. 2, pp. 209-216, Feb. 1992.

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L. Chusseau, M. Parisot, and N. Jousseaume, "Automatic full noise characterization of microwave GaAs FETs," in 1987 17th European Microwave Conference, Rome, Italy, Sep. 1987, pp. 628-632.
L. F. Tiemeijer, R. J. Havens, R. de Kort, and A. J. Scholten, "Improved Y-factor method for wide-band on-wafer noise parameter measurements," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 53, no. 9, pp. 2917-2925, Sep. 2005.

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G. Dambrine, H. Happy, F. Danneville, and A. Cappy, "A new method for on wafer noise measurement," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 41, no. 3, pp. 375-381, Mar. 1993.

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G. F. Engen, C. A. Hoer, "Thru-reflect-line: An improved technique for calibrating the dual six-port automatic network analyzer," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 27, no. 12, pp. 987-993, Dec. 1979.

상세보기
V. M. Hietala, "Determining two-port S-parameters from a one-port measurement using a novel impedance-state test chip," in 1999 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Anaheim, CA, Jun. 1999, vol. 4, pp. 1639-1642.
H. Bosma, "On the theory of linear noisy systems," in Philips Research Reports. Supplement no. 10, Eindhoven, The Netherlands, Philips Research Laboratories, 1967.
S. W. Wedge, D. B. Rutledge, "Noise waves and passive linear multiports," IEEE Microwave Guided Wave Letters, vol. 1, no. 5, pp. 117-119, May 1991.

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Keysight Technologies, Noise figure measurement accuracy- the Y-factor method. Available: http://www.keysight.com.
Broadcom, MGA-72543, "Low noise amplifier" Available: http://www.broadcom.com.
M. W. Pospieszalski, "On the measurement of noise parameters of microwave two-ports," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 34, no. 4, pp. 456-458, Apr. 1986.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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