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.

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.

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.

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.

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.

250-nm InP 이중 헤테로접합 쌍극 트랜지스터(DHBT) 기술을 사용하여 232–250-GHz traveling-wave 주파수 배가기를 제시한다. 기존 traveling-wave 구조와 비교하여, 제안된 주파수 배가기는 입력 급전선의 끝단에 물리적 open을 사용함으로써 입력 신호 누설을 최소화하고 출력 신호 라인의 도선 교차를 방지한다. 또한 2차 고조파에서 로드-풀 매칭(load–pull matching)을 통해 출력 전력을 극대화하는 한편, 차동 신호의 위상 보상(phase compensation)으로 기저 고조파(fundamental) 억제를 향상시킨다. 이 주파수 배가기는 240 GHz에서 최대 출력전력 5.2 dBm, 변환 이득 −4.3 dB, 전체 효율 2.9%를 보인다. 출력 전력의 3-dB 대역폭은 232~250 GHz이다. 기저 고조파 억제는 대역폭 전반에 걸쳐 25~33 dB이다. 칩 크기는 traveling-wave 구조가 balun을 요구하지 않기 때문에 $443\times 536\mu {\text{m}}^2$ 로 매우 작다.

테라헤르츠(THz) 통신은 칩 대 칩 통신 및 무선 개인 영역 네트워크를 위한 유망한 기술이다. 본 논문에서는 이러한 THz 통신 시스템을 구현하기 위한 실험적 연구와 설계를 제시한다. 우리는 반송파 생성기, 변조기, THz 증폭기, 베이스밴드 증폭기를 포함하는 온-오프 키잉(OOK) 변조 기반 THz 송수신기용 서로 다른 두 가지 칩 세트를 개발하였다. 구체적으로, 첫 번째 칩 세트는 단거리 통신을 위해 THz 증폭기 없이 OOK 변조를 위한 회로 블록을 통합한다. 또한 두 번째 칩 세트 설계는 전송 커버리지를 확장하기 위해 THz 증폭기 모듈을 포함한다. 이 두 칩 세트에 대해, 우리는 THz 주파수 대역에서 무선 통신의 가능성을 실험적으로 입증하고 비트 오류율(BER) 분석을 통해 성능을 평가한다. 신호 대 잡음비(SNR)를 아이 다이어그램(eye diagram) 기반으로 계산하여 BER을 추정하고, 이를 실제 BER 측정 및 몬테카를로 시뮬레이션과 비교한다. 더불어, 링크 버짓(link budget) 분석을 바탕으로 제안된 THz 송수신기에 대한 거리, 송신 전력, 데이터 레이트의 영향을 다루고, 유도된 BER 식의 정확성을 확인한다.

테라헤르츠(THz) 통신은 무선 개인 영역 네트워크를 위한 유망한 기술이다. 본 논문에서는 반송파 생성기, 변조기, THz 증폭기, 그리고 베이스밴드 증폭기를 포함하는 온-오프 키잉(OOK) 변조 기반 THz 송수신기를 위한 칩셋을 개발한다. 특히, 이 칩셋은 OOK 변조를 위한 회로 블록을 통합한다. 또한 전송 커버리지를 확장하기 위해 THz 증폭기 모듈도 포함한다. 본 칩셋에 대해, THz 주파수 대역에서의 무선 통신 가능성을 실험적으로 입증하고, 비트 오류율(bit error rate, BER) 분석을 통해 성능을 평가한다. 우리는 눈 다이어그램을 기반으로 신호대잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)를 계산하여 BER 결과를 추정하며, 실제 BER 테스터 측정 및 몬테카를로 시뮬레이션과의 비교를 통해 정확성을 확인한다.

본 논문은 0.25-μm GaAs 슈도모픽 고전자이동도 트랜지스터(pseudomorphic high-electron mobility transistor, HEMT) 기술로 제작된 Ku-대역 단일칩(monolithic) 다기능 송신기 및 수신기 칩셋을 제시한다. 해당 칩셋은 4비트 360° 디지털 위상 천이기, 5비트 15.5-dB 디지털 감쇠기, 디지털 회로 제어를 위한 증폭기 및 9비트 디지털 직렬-병렬 변환기(digital serial-to-parallel converter)를 포함하는 높은 수준의 집적도를 달성하였다. 다기능 칩셋은 중간 출력 전력 증폭기와 저잡음 증폭기를 포함하므로, Ku-대역 전 주파수 범위에서 높은 P1dB와 낮은 잡음지수를 특징으로 한다. 다기능 송신기는 15 GHz에서 16.5 dB의 피크 이득과 19.2 dBm의 출력 P1dB를 보인다. 다기능 수신기는 15 GHz에서 17.3 dB의 피크 이득과 2.5 dB의 잡음지수를 보인다. 감쇠 범위는 0.5 dB 단위로 15.5 dB이며, 위상 천이 범위는 22.5° 단위로 360°이다. 송신기와 수신기 각각의 칩 면적은 4.2 × 2.8 mm2이다.

이 서한은 100-nm GaAs pHEMT로 제작된 주입 잠금 주파수 옥투플러(injection-locked frequency octupler, ILFO)를 제시한다. 주파수 배수기 4배기와, 이어서 주입 잠금 푸시-푸시 발진기를 사용하여, 단순한 구조로서 배수 인자 8의 높은 값을 달성한다. 제안된 구조는 기존의 증폭기-배수기 체인과 비교할 때, dc 전력 및 칩 면적 소요, 위상잡음, 회로 안정성 측면에서 유리하다. 높은 배수 인자는 저주파이면서 고성능인 위상 고정 루프(phase-locked-loop, PLL)를 입력으로 사용할 수 있게 한다. ILFO는 입력 전력 1 dBm에서 90.5~95.2의 잠금 범위를 보인다. 출력 전력은 91.2 GHz에서 -0.4 dBm으로 측정되었다. 입력 소스에서 출력까지의 위상잡음 열화는 100-kHz 오프셋에서 19.7 dB이다.

본 논문은 넓은 주파수 튜닝 범위와 높은 출력 전력을 갖는 300-GHz 전압 제어 발진기(VCO)를 제시한다. 300 GHz에서의 기본 발진을 생성하기 위해, 종래의 공통 이미터 쌍 대신 VCO 코어로 캐스코드( cascode) 교차 결합 쌍을 사용한다. 또한, 음의 도전성을 얻어 넓은 대역폭을 달성하기 위해 VCO 코어에 축전성 이미터 디제너레이션(capacitive emitter degeneration)을 추가한다. 더 나아가, 발진 피드백 루프의 위상을 분석하고 최적화하여 튜닝 범위를 한층 더 확장한다. VCO는 0.25-μm InP DHBT 기술로 제작되었으며 ( f _T /f _max = 392/859 GHz) 공정 조건을 만족한다. 측정 결과, VCO 주파수는 272.4~310.8 GHz로 튜닝되며 최대 출력 전력은 1.5 dBm이다. 저자들이 아는 한, 이는 WR-3 밴드에서 보고된 기본( fundamental) VCO들 중 튜닝 범위 38.4 GHz(분수 대역폭 13.2%)로서 가장 폭넓은 것이다.