최우열 연구실

본 논문은 사용자의 손잡이를 감지하는 센테나 장치를 이용한 5G/6G mmWave 위상배열 안테나-전력증폭기 모듈을 제시합니다. 센테나 장치는 용량성 센서와 안테나를 결합하여 외부 센서 없이 차단된 안테나 소자를 식별하고, 차단된 소자의 전류를 차단되지 않은 소자로 재분배합니다. 1×4 위상배열 시스템에서 최대 3개 소자가 차단될 때 전류 재분배 기능 적용 시 EIRP 저하를 +31.4 dBm에서 +27.4 dBm으로 제한하여 약 5 dB의 성능 손실을 완화합니다.

본 논문은 테라헤르츠 영상 응용을 위해 비조화 발진기, 온칩 다운컨버전 믹서, 온칩 안테나를 통합한 컴팩트 동시 송수신 픽셀(CTP)을 제시합니다. 픽셀 크기가 0.5 파장 제곱 이하로 구성되어 효율적인 공간 샘플링이 가능하며, 외부 광학계와 결합하여 카메라형 영상 시스템을 구현할 수 있습니다.

본 논문은 바이어스된 폴리게이트 분리형 쇼트키 배리어 다이오드(biased PGS-SBD)를 제시합니다. 폴리게이트 전압을 제어하여 DC 성능(누설 전류) 또는 RF 성능(차단 주파수)을 개선합니다. 130nm CMOS 공정에서 제조된 소자는 게이트 전압이 -1.0V에서 +1.0V로 변할 때 누설 전류는 2.4×10⁻⁵에서 2.1×10⁻⁶ mA/µm²로 감소하고, 차단 주파수는 0.75에서 1.25 THz로 증가하여 플로팅 게이트 대비 약 5배 낮은 누설 전류 또는 34% 높은 차단 주파수를 달성합니다.

400-GHz 동시 송수신 이미징 픽셀이 GF 22-nm FDSOI CMOS 공정으로 제작되었으며, VCO 드레인 공진기를 통한 주입 잠금으로 8.5 GHz의 잠금 범위를 달성합니다. 송신기는 -14.8 dBm의 피크 EIRP를, 수신기는 33 dB의 최소 DSB 잡음지수를 나타내며, 0.8-V VDD에서 63.2 mW의 전력을 소비합니다. 기존 400-GHz 픽셀 대비 약 5.5 dB 낮은 잡음지수와 9.5배 높은 잠금 범위를 달성합니다.