[논문]레이더 응용을 위한 X-대역 40W AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC

임병옥; 고주석; 류근관; 김성찬

doi:10.7471/ikeee.2022.26.4.722

레이더 응용을 위한 X-대역 40W AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC
A X-band 40W AlGaN/GaN Power Amplifier MMIC for Radar Applications 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.26 no.4, 2022년, pp.722 - 727

임병옥 (R&D Division, Electronic Device Solution Inc.) , 고주석 (R&D Division, Electronic Device Solution Inc.) , 류근관 (Department of Electronic Engineering, Hanbat National University) , 김성찬 (Department of Electronic Engineering, Hanbat National University)

초록
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본 논문에서는 0.25 ㎛의 게이트를 갖는 AlGaN/GaN HEMT를 기반으로 개발된 X-대역 전력 증폭기 MMIC의 특성을 기술한다. 개발된 X-대역 전력 증폭기 MMIC는 9 GHz~10 GHz의 주파수 대역에서 21.6 dB 이상의 소신호 이득과 46.11dBm(40.83 W) 이상의 출력 전력을 가진다. 전력 부가 효율 특성은 43.09%~44.47%이며 칩의 크기는 3.6 mm×4.3 mm이다. 출력 전력 밀도는 2.69 W/mm²를 나타내었다. 개발된 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC는 다양한 X-대역 레이더 응용에 적용 가능하다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we present the design and characterization of a power amplifier (PA) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) in the X-band. The device is designed using a 0.25 ㎛ gate length AlGaN/GaN high electron mobility transistor (HEMT) on SiC process. The developed X-band AlGaN/GaN power amplifier MMIC achieves small signal gain of over 21.6 dB and output power more than 46.11 dBm (40.83 W) in the entire band of 9 GHz to 10 GHz. Its power added efficiency (PAE) is 43.09% ~ 44.47% and the chip dimensions are 3.6 mm × 4.3 mm. The generated output power density is 2.69 W/mm2. It seems that the developed AlGaN/GaN power amplifier MMIC could be applicable to various X-band radar systems operating X-band.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Schematic diagram of the designed X-band AlGaN/ GaN power amplifier MMIC. 그림 1. X-대역 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC의 회로도
표 Table 1. Summary of typical device parameters in NP2500 technology. 표 1. NP2500 HEMT 소자의 주요 특성 요약
그림 Fig. 2. Load-pull simulation results of the 8×150 ㎛ AlGaN/ GaN HEMT at 10 GHz(@V_DS=28 V, I_DS=50 mA). 그림 2. 8×150 ㎛ AlGaN/GaN HEMT 소자의 10 GHz load-pull 시뮬레이션 결과(@V_DS=28 V, I_DS=50 mA)
그림 Fig. 3. Chip photograph of the fabricated X-band AlGaN/ GaN power amplifier MMIC. 그림 3. 제작된 X-band AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC의 칩 사진
그림 Fig. 4. Measured S-parameters characteristics of the fabricated X-band AlGaN/GaN power amplifier MMIC. 그림 4. 제작된 X-band AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC의 S-parameters 특성 측정 결과
그림 Fig. 5. Measured output power characteristics of the fabricated AlGaN/GaN power amplifier MMIC. 그림 5. 제작된 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC의 출력 전력 특성 측정 결과
그림 Fig. 6. Measured output power and power gain characteristics of the fabricated AlGaN/GaN power amplifier MMIC. 그림 6. 제작된 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC의 출력 전력 특성과 전력 이득 측정 결과
그림 Fig. 7. Measured output power and power added efficiency characteristics of the fabricated AlGaN/GaN power amplifier MMIC. 그림 7. 제작된 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC의 출력 전력 특성과 전력 부가 효율 특성 측정 결과
표 Table 2. The comparison of the developed X-band AlGaN/ GaN power amplifier MMIC with other reported data. 표 2. 개발된 X-대역 AlGaN/GaN 전력 증폭기 MMIC의 특성 비교

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