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김동교 연구실
동아대학교 전자공학과 김동교 교수
GaN HEMT
InP DHBT
W-밴드
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논문·특허
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김동교 연구실

동아대학교 전자공학과 김동교 교수

김동교 연구실은 전자공학 분야에서 집적회로 기반 RF 회로 설계를 수행합니다. 특히 GaN HEMT 공정과 InP DHBT 공정을 활용하여 W- 및 G-밴드, 300GHz 대역의 전압제어 발진기 VCO와 차동 발진기 구조를 구현합니다. 발진 코어의 토폴로지(Colpitts, push-push, common-source)와 버퍼 구조(common-base 등)를 조합해 튜닝 범위, 출력 전력 및 효율, 전력 변동 특성을 검증하며 위상잡음 성능을 함께 평가합니다.

GaN HEMTInP DHBTW-밴드G-밴드300GHz VCO
대표 연구 분야
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GaN 기반 W/G-밴드 고출력 전압제어 발진기 VCO 연구 thumbnail
GaN 기반 W/G-밴드 고출력 전압제어 발진기 VCO 연구
GaN-Based W-/G-Band High-Power Voltage-Controlled Oscillator (VCO) Research
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주요 논문
3
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1
Article
|
·
인용수 0
·
2025
A W-band GaN Differential Oscillator With High Output Power
Dongkyo Kim
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
본 논문에서는 60-nm GaN HEMT 공정을 이용한 W-대역 (75-110 GHz) 고출력 차동 발진기를 제안한다. 발진기 코어는 커패티티브 소스 피드백을 포함한 공통 소스 구조이며 추가적인 on-chip 발룬 없이도 차동 출력을 내도록 코어, 버퍼단 모두 차동 구조로 설계되었다. 측정 결과 81.8 GHz에서 최대 21.4 dBm의 차동 출력 전력을 보이며 이 때 DC 전력소모는 2688mW였다. 위상 잡음은 1-MHz 오프셋에서 –74 dBc/Hz의 측정값을 얻었으며 프로빙 패드를 포함된 칩 사이즈는 1100x610 μm²이다.
https://doi.org/10.5573/ieie.2025.62.1.56
Power (physics)
Differential (mechanical device)
Optoelectronics
Electrical engineering
Physics
Materials science
Engineering
Quantum mechanics
2
Article
|
·
인용수 22
·
2021
W- and G-Band GaN Voltage-Controlled Oscillators With High Output Power and High Efficiency
Dongkyo Kim, Sanggeun Jeon
IF 4.381 (2021)
IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques
이 논문은 60 nm GaN 고전자이동도 트랜지스터(HEMT) 공정으로 제작된 W-밴드 및 G-밴드 전압제어발진기(VCO)를 제시하며, f T /f MAX는 190/250 GHz이다. 두 개의 W-밴드 기본 VCO(VCO1 및 VCO2)는 각각 바랙터를 사용하지 않은 경우와 사용하는 경우로 설계하였다. 또한 G-밴드 푸시-푸시 VCO(VCO3)를 설계하여 서브 테라헤르츠 대역에서의 GaN 전력원의 실현 가능성을 입증하고자 하였다. 측정 결과, VCO1과 VCO2는 각각 87.5 및 86.5 GHz에서 출력전력 22.5 및 22.6 dBm, dc-to-RF 효율 14.7% 및 16.8%를 나타냈다. 출력전력과 효율은 50 GHz를 초과하여 동작하는 기존에 보고된 GaN VCO들 가운데 가장 높은 값이다. 더불어 VCO2는 9.0 GHz의 폭넓은 튜닝 범위(77.5–86.5 GHz)를 달성하였다. VCO3는 180.6 GHz에서 높은 출력전력 9.3 dBm을 보였다. 저자들이 아는 한, 이는 GaN 기술에서 G-밴드 VCO를 시연한 최초의 사례이다. W-밴드 및 G-밴드 VCO는 각각 0.48 및 0.32 mm 2의 조밀한 칩 면적을 차지한다.
https://doi.org/10.1109/tmtt.2021.3092362
High-electron-mobility transistor
Voltage-controlled oscillator
Varicap
Electrical engineering
Optoelectronics
X band
Power (physics)
Physics
Transistor
Terahertz radiation
3
Article
|
·
인용수 11
·
2020
A 300-GHz High-Power High-Efficiency Voltage-Controlled Oscillator With Low Power Variation
Dongkyo Kim, Sanggeun Jeon
IF 2.862 (2020)
IEEE Microwave and Wireless Components Letters
이 서한은 높은 출력 전력과 효율을 갖는 300-GHz 전압 제어 발진기(VCO)를 제시한다. VCO 코어는 300 GHz에서의 기본 발진을 가능하게 하기 위해 유도성 퇴화(inductive degeneration)를 적용한 차동(differential) Colpitts 토폴로지를 사용한다. 공통 베이스(common-base) 출력 버퍼는 주파수 튜닝 동안 전력 변동을 최소화하도록 출력 전력을 조절한다. 300-GHz VCO는 130-nm InP 이중 헤테로접합 쌍극성 트랜지스터(DHBT) 기술로 제작되었다. VCO는 측정된 주파수 튜닝 범위가 9.9 GHz(294.9–304.8 GHz)로 나타난다. 최대 출력 전력은 297 GHz에서 4.7 dBm으로 측정된다. DC 전력 소모는 75.6 mW이며, 이로부터 높은 DC-RF 변환 효율 3.9%가 도출된다. VCO 출력 전력은 전체 주파수 튜닝 범위에서 단 0.3-dB의 변동만 보이며 거의 일정하게 유지된다. 위상 잡음은 10-MHz 오프셋 주파수에서 -86.6 dBc/Hz이다.
https://doi.org/10.1109/lmwc.2020.2986160
Voltage-controlled oscillator
Colpitts oscillator
Phase noise
Electrical engineering
dBc
Materials science
Optoelectronics
Voltage
Vackář oscillator
Engineering