HEMT이용한 주파수 2체배기 설계 및 제작 (diode 체배기 설계및 제작)

소개

HEMT이용한 주파수 2체배기 설계 및 제작 (diode 체배기 설계및 제작)

목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 설 계 과 정
Ⅲ. 설 계
Ⅳ. 실험 및 측정 결과
Ⅴ. 결 론

본문내용

본 과제에서 체배기 설계에 사용한 HEMT 는 Agilent사의 ATF-36077으로, 2.58 ~ 2.72 의 주파수대역에서 0dBm 의 입력전력을 가지고, 2체배 주파수대역 2.59 - 2.61GHz의 주파수대역에서 8dBm의 출력전력을 얻도록 설계 하였다.
식 (1) 에서의 고조파 전류의 최대점은 duty cycle이 0.1 - 0.2사이지만 도봉주기를 이와 같이 짧게 선정 할 때에는 drain - gate간 최대전압이 HEMT의 avalanch 전압 보다 커질 뿐 아니라 불필요한 고조파까지 크게 발생하므로 HEMT의 Vgs는 duty cycle이 to/T = 0.5 가 되도록 Vgs = -0.5(V)로 설정하고, Vds는 B 급 증폭기의 경우와 같이 최대전력을 얻을 수 있도록 Vds = 1.5로 설정하였다.
일반적으로 능동소자의 비선형은 소자 자체가 가지는 컨덕턴스에 의해 대부분 지배를 받으므로 package에 의한 비선형 효과는 거의 무시될 수 있다. 주파수 체배기를 설계하기 위하여 선형 산란 계수를 이용하여 반사계수에 대한 입출력 정합회로를 구성한다. 본 과제에서 설계한 결과는 변환이득 3dB를 얻었다. 하모닉 억압은 출력단에 band pass filter를 포함하지 않은 상태에서 얻은 결과이므로 filter를 포함할 경우 설계에서 얻은 결과 보다 훨씬 놓은 고조파 억압을 할 수 있다.
본 과제에서 제작하고자 하는 주파수 체배기의 설계 규격을 표 1에 나타내었다

주파수 2체배기는 유전율 4.4, 높이가 1mm인 FR4 기판을 이요하여 제작되었으며, 전체 크기는 55(mm) X 45(mm)이다. 트랜지스터의 드레인 전원전압은 1.5V, 게이트 전원전압은 -0.5 V로 하여 동작하도록 제작하였다.제작된 주파수 2체배기의 사진을 그림 3에 나타내었다. 그림 3에서 볼 수 있듯이 simulation에서 bias noise를 고려하지 않아서 그림 5. (a)와 같은 측정 결과가 나왔다. 그래서 capacitor 100pF을 bias 단에 추가로 제작하였더니 그림 5. (b)와 같은 noise는 줄어 들고 0.8dBm 증가하는 효과를 가져 왔다.

참고자료

· [1] Sthephen A, Maas, Nonlinear Microwave Circuits, Artech House Inc., PP.283, 1990
· [2] I.KASA, Microwave Intergrated Circurits, Elsevier science, PP 291-292, 1991
· [3] Bhartia. "Microwave Solid State Circuit Designs", JOHN WILEY & SON. 1988
· [4] 박동진, “비선형 해석법의 의한 주파수 4체배기의 설계 및 제작에 관한 연구.” 국민대학교 석사논문, 1993
· [5] David M. porar " Microwave and RF Design of wireless systems"