김정현 연구실은 초고주파(마이크로파 및 밀리미터파) 대역에서 동작하는 전력증폭기와 RF 프론트엔드 회로 설계 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 InGaP/GaAs HBT, GaN HEMT, CMOS SOI 등 다양한 반도체 공정을 활용하여, 5G/6G 이동통신, 위성통신, 레이다, IoT 등 첨단 응용 분야에 적합한 고효율, 고선형성, 광대역 전력증폭기 및 저잡음 증폭기(LNA), 스위치, 임피던스 튜너 등 RF 핵심 소자를 개발하고 있습니다. 특히, 본 연구실은 듀얼모드 및 멀티밴드 전력증폭기, 스위치리스 구조, 트랜스포머 기반 임피던스 매칭, 고효율 달링턴 및 도허티 증폭기, 동적 바이어스 및 크로스 커플드 커패시터 기법 등 다양한 회로 혁신 기술을 도입하여, 평균 출력 영역에서의 효율 및 선형성 향상, 소형화, 저손실, 고출력 특성 확보에 집중하고 있습니다. 또한, 6-18GHz, 28/39/48GHz, W-대역(75~110GHz) 등 광대역 주파수 영역에서의 RF 회로 설계 및 집적화 기술을 통해, 차세대 통신 및 레이다 시스템의 요구를 충족시키고 있습니다. 이러한 연구는 실제 산업 현장 및 국방, 의료, 위성, 자동차 등 다양한 분야의 프로젝트와 연계되어 진행되고 있으며, 세계 최고 수준의 RF 프론트엔드 IC, MMIC, SoC 개발을 목표로 하고 있습니다. 최근에는 6G FR3 대역 초광대역 스위치리스 프론트엔드 IC, Ku/Ka/W-대역 고출력 송수신기, Wi-Fi 7/6 RF FEM, 5G/6G용 고선형 전력증폭기 등 첨단 시스템에 적용 가능한 핵심 회로 기술 개발에 집중하고 있습니다.

본 연구실은 RF 집적회로(MMIC) 설계뿐만 아니라, 고성능 RF 시스템 구현을 위한 패키징 및 시스템 통합 기술 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 다층 기판, 칩-레벨 패키징, 열 관리, 최적화된 방열 구조, 저손실 트랜스포머 및 커플러 설계 등 다양한 패키징 기술을 통해, 고출력 RF MMIC의 신뢰성 및 효율을 극대화하고 있습니다. 특히, 실제 시스템 환경에서 발생하는 임피던스 불일치, 온도 변화, 기생 성분 등 다양한 현실적 문제를 해결하기 위한 회로 및 패키징 솔루션을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 실질적인 기판 두께 모델링, 온도 보상 바이어스 회로, 고주파 대역에서의 삽입손실 및 격리도 개선, 고주파 스위치 및 튜너의 신뢰성 향상 등 다양한 기술적 난제를 해결하고 있습니다. 또한, RF MMIC와 시스템 레벨의 최적화를 위해, 전력증폭기, 저잡음증폭기, 스위치, 위상천이기, 임피던스 튜너 등 다양한 소자를 통합한 RF 프론트엔드 모듈 및 SoC 개발에도 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 국방, 위성, 의료, 산업용 레이다, 통신 등 다양한 실용적 응용 분야와 직접적으로 연계되어 있으며, 실제 제품화 및 상용화 경험을 바탕으로, 세계적 수준의 RF 시스템 통합 기술을 확보하고 있습니다. 최근에는 6G, 위성통신, 자율주행, 바이오메디컬 등 미래 산업을 선도할 수 있는 RF 시스템 통합 및 패키징 기술 개발에 집중하고 있습니다.