[논문]X-대역 응용을 위한 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC

임병옥; 고주석; 김성찬

doi:10.7471/ikeee.2024.28.1.33

X-대역 응용을 위한 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC
GaN-based Low Noise Amplifier MMIC for X-band Applications 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.28 no.1, 2024년, pp.33 - 37

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

초록
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본 논문에서는 0.25 ㎛ 게이트 길이를 갖는 GaN HEMT 기술을 사용하여 개발한 X-대역 저잡음 증폭기 MMIC의 특성을 기술한다. 개발된 GaN 기반 X-대역 저잡음 증폭기 MMIC는 9 GHz ~ 10 GHz의 동작 주파수 대역에서 22.75 dB ~ 25.14 dB의 소신호 이득과 1.84 dB ~ 1.94 dB의 잡음지수 특성을 나타내었다. 입력 반사 손실 특성과 출력 반사 손실 특성은 각각 -11.36 dB ~ -24.49 dB, -11.11 dB ~ -17.68 dB를 얻었으며 40 dBm (10 W)의 입력 전력에 성능 열화 없이 정상적으로 동작하였다. MMIC의 크기는 3.67 mm × 1.15 mm이다. 개발된 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC는 X-대역의 다양한 응용에 적용 가능하다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we report the design and the measurement of a X-band low noise amplifier (LNA) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) using a 0.25 ㎛ gate length microstrip GaN-on-SiC high electron mobility transistor (HEMT) technology. The developed X-band GaN-based LNA MMIC achieves small signal gain of 22.75 dB ~ 25.14 dB and noise figure of 1.84 dB ~ 1.94 dB in the desired band of 9 GHz to 10 GHz. Input and output return loss values are -11.36 dB ~ -24.49 dB and -11.11 dB ~ -17.68 dB, respectively. The LNA MMIC can withstand 40 dBm (10 W) input power without performance degradation. The chip dimensions are 3.67 mm × 1.15 mm. The developed GaN-based LNA MMIC is applicable to various X-band applications.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Input return loss and conjugated optimum noise impedance characteristics of 4F50 ㎛ unit GaN HEMT with and without source inductive feedback. 그림 1. 소스 인덕티브 피드백 인가에 의한 입력 임피던스와 공액 최적 잡음 임피던스 특성 변화
그림 Fig. 2. Schematic diagram of the designed X-band GaN-based low noise amplifier MMIC. 그림 2. X-대역 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC의 회로도
표 Table 1. Summary of typical parameters of the 4F50 HEMT in NP2502 technology. 표 1. 4F50 HEMT 소자의 주요 특성 요약
그림 Fig. 3. Chip photograph of the fabricated X-band GaN-based low noise amplifier MMIC. 그림 3. 제작된 X-band GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC의 칩 사진
그림 Fig. 4. Measured S-parameters characteristics of the fabricated X-band GaN-based low noise amplifier MMIC. 그림 4. 제작된 X-band GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC의 S-parameters 특성 측정 결과
그림 Fig. 5. Measured noise figure characteristics of the fabricated GaN-based low noise amplifier MMIC. 그림 5. 제작된 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC의 잡음지수 특성 측정 결과
그림 Fig. 6. Measured output power characteristics of the fabricated GaN-based low noise amplifier MMIC. 그림 6. 제작된 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC의 출력 전력 특성 측정 결과
표 Table 2. The comparison of the developed X-band GaNbased low noise amplifier MMIC with other reported data. 표 2. 개발된 X-band GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC의 특성 비교

참고문헌 (12)

D. Runton, et al., "History of GaN: High-Power RF Gallium Nitride (GaN) from Infancy to？Manufacturable Process and Beyond," IEEE？Microwave Magazine, vol.14, no.3, pp.82-466,？2013. DOI: 10.1109/MMM.2013.2240853

상세보기
S. Colangeli, et al., "GaN-Based Robust Low-Noise Amplifiers," IEEE Transactions on Microwave？Theory and Techniques, vol.60, no.10, pp.3238-3248, 2013. DOI: 10.1109/ TED.2013.2265718

상세보기
S. D'Angelo, et al., "A GaN MMIC Chipset？suitable for integration in future X-band spaceborne？radar T/R module Frontends," in Proc. of International Conference on Microwave, Radar and？Wireless Communications, pp.1-4, 2016.？DOI: 10.1109/MIKON.2016.7492014
M. Rudolph, et al., "Analysis of the survivability？of GaN low-noise amplifiers," IEEE Transactions？on Microwave Theory and Techniques, vol.55,？no.1, pp.37-43, 2007.？DOI: 10.1109/TMTT.2006.886907

상세보기
P. Schuh, et al., "High performance GaN？Single-Chip Frontend for Compact X-band AESA？Systems," in Proc. of the 12th European Microwave？Integrated Circuits Conference, pp.41-44, 2017.？DOI: 10.23919/EuMIC.2017.8230655
A. Biondi, et al., "Compact GaN MMIC T/R？module front-end for X-band pulsed radar," in？Proc. of the 2016 European Microwave Integrated？Circuits Conference, pp.297-300, 2016.？DOI: 10.1109/EuMIC.2016.7777549
A. Liero, et al., "On the recovery time of？highly robust low-noise amplifiers," IEEE Transactions？on Microwave Theory and Techniques, vol.58,？no.4, pp.781-787, 2010.？DOI: 10.1109/TMTT.2010.2041519

상세보기
O. Kazan, et al., "An X-band Robust GaN？Low-Noise Amplifier MMIC with Sub 2dB Noise？Figure," in Proc. of the 48th European Microwave？Conference (EUMC), pp.1202-1204, 2018.？DOI: 10.23919/EuMIC.2018.8539909
C. Andrei, et al., "Highly Linear X-band？GaN-based Low-Noise Amplifier," in Proc. of the？International Symposium on Signals, Systems,？and Electronics (ISSSSE), pp.1-4, 2012.？DOI: 10.1109/ISSSE.2012.6374314
P. Schuh, et al., "Robust X-band low noise？limiting amplifiers," in Proc. of IEEE International？Microwave Symposium Digest, pp.1-4, 2013.？DOI: 10.1109/ MWSYM.2013.6697551
"TGA2227," Qorvo Inc., [internet],？http://www.qorvo.com.
"CGY2222UH/C2," OMMIC Inc., [internet],？http://www.ommic.com.

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