Abstract
In this paper, the large signal unified model is established for H4O GaAs pHEMT of GEC-Marconi using modified Curtice model. This unified model includes DC characteristic, small signal, and noise characteristic as various bias. Particularly, the model can simply and physically explain trans-conductance $(g_m)$ of pHEMT using modified Curtice model, and can tell the difference $g_m$, $R_ds$ at DC and these at AC through inclusion of internal RF-choke. The results of the established model built up using SDD in HP-Eessof show good agreement to the S/W measured data in DC, small signal, and noise characteristic. This model can also be applied to various computer aided analysis, such as linear simulation, 1-tone harmonic balance simulation, and multi-tone harmonic balance simulation, so the LNA(Low Noise Amplifier), oscillator, and mixer design has been shown using this model library.
본 연구에서는 GEC-Marconi 사의 H40 GaAs pHEMT 소자에 대해서 새롭게 수정한 Curtice 모델을 사용하여 대신호 통합모델을 구축하였다. 통합모델에는 DC 특성과 biss에 따른 소신호 및 잡음 특성이 모두 포함되어 있으며, 특히 수정되 Curtice 모델을 사용함으로써 gate-source 간의 전압이 증가함에 따라 나타나는 pHEMT 의 transconductance(이하 $g_{m}$) 특성을 매우 간단하면서도 물리적으로 설명할 수 있게 하였다. 또한 통합모델 내부에는 RF-choke를 사용함으로써 $g_{m}$, $R_{ds}$ 성분의 DC 상태와 AC 상태에서의 차이를 설명하게 하였다. 통합모델을 HP사의 simulation tool 인 MDS(Microwave Design System)의 SDD(Symbolically Defined Device)를 이용하여 구현한 후, 실제의 data와 비교한 결과 DC, small signal, 그리고 noise 에 대한 특성에 H40 pHEMT 와 대부분 일치함을 보았으며, 선형과 다양한 harmonic balance simulation 의 수렴성 및 정확성을 확인함으로써 본 모델을 이용한 경우 저잡음 증폭기, 발진기, 그리고 혼합기 등의 여러 부품설계를 할 수 있음을 보였다.
