Abstract
In this paper, 3 stage amplifier MMIC was designed and fabricated with U-band optimized epitaxal pHEMT that produced by large signal characterization and modeling for 60 GHz band. The pHEMT used in this paper, the gate $0.12\;{\mu}m$ length and total gate width of $100\;{\mu}m$, $200\;{\mu}m$ has been modeled using the large signal designed with negative feedback and MCLF instead of MIM capacitor for improving stability. Fabricated MMIC $2.5{\times}1.5mm^2$ size, current about 40 mA, operating frequency 59.5~60.5 GHz, gain 19.9~18.6 dB, input matching characteristics -14.6~-14.7 dB, output matching characteristics -11.9~-16.3 dB and output -5 dBm characteristics were obtained.
본 논문은 U-band(40~60 GHz)대역에 최적화된 epitaxial로 pHEMT(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)을 제작, 대신호 모델링하여 특성분석 및 60 GHz 대역의 3단 증폭기를 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 설계 제작하였다. 본 논문에 사용된 pHEMT는 $0.12\;{\mu}m$의 게이트 길이와 총 게이트 면적 $100\;{\mu}m$, $200\;{\mu}m$를 사용하여 대신호 모델링하였으며 설계시 안정도의 향상을 위하여 부궤환회로와 함께 MIM(Metal-Insulator-Metal) 커패시터 대신 MCLF(Microstriop Coupled Line Filter)를 사용하여 안정도를 향상시켰다. 제작결과 크기가 $2.5{\times}1.5mm^2$이고 소모된 전류는 약 40 mA, 동작주파수 59.5 ~ 60.5 GHz에서 이득 19.9 dB ~ 18.6 dB, 입력정합특성 -14.6 dB ~-14.7 dB, 출력정합 특성 -11.9 dB ~-16.3 dB와 출력 -5 dBm의 특성을 얻었다.
