GaAs HBT 공정을 이용한 주파수 분배 방식의 광대역 구동증폭기 설계

Abstract

본 논문에서는 L, S 및 C 대역에서 동작하는 주파수 분배 방식의 광대역 구동증폭기를 설계 및 제작하였다. 구동증폭기의 비대역폭이 100% 이상인 경우에는 트랜지스터를 효율적으로 이용하기 어려우며, 특히 주파수 대역에 따라 출력 전력 및 효율의 특성이 민감하게 변하는 전력증폭기를 동작시키기 위해서는 구동증폭기의 특성이 중요하게 작용한다. 본 논문에서는 구동증폭기의 대역폭을 최대화하고, 구동증폭기의 뒤쪽에 위치 할 전력증폭기의 트랜지스터를 효율적으로 이용 할 수 있도록 구동증폭기의 출력을 저대역과 고대역으로 나누어주는 주파수 분배 방식을 적용하였다. 설계된 회로는 GaAs HBT (Heterojunction Bipolar Transistor) 공정 및 9-layer의 SiP (System in Package)를 이용하여 제작하였고, 측정을 통해 성능을 검증하였다. 제작된 회로는 동작 주파수 범위에서 8 dB이상의 이득과 15 dBm이상의 출력전력을 보여주었다. In this paper, a frequency split type broadband drive amplifier operating in the L, S and C bands was designed and fabricated. Transistor is difficult to efficiently use when the fractional bandwidth of the drive amplifier is more than 100%, In particular, the characteristics of the driving amplifier are important for operating the power amplifier in which the characteristics of the output power and the efficiency are sensitively changed according to the frequency band. A frequency split methods was applied to maximize the bandwidth of a drive amplifier and to divide the output of the drive amplifier into low band and high band so that the transistor of the power amplifier located at the rear of the drive amplifier can be efficiently used. The designed drive amplifier was fabricated in GaAs HBT technology and 9-layer SiP, and verified by the measurements. The fabricated drive amplifier shows a gain of more than 8 dB and an output power of more than 15 dBm in the operating frequency range.