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바이어스에 따른 임피던스 특성을 이용한 PHEMT의 기생 저항 추출방법에 관한 연구
Studies on Extrinsic Resistance Extraction Method of PHEMT Using Bias-Dependence of Impedance

박덕수   (나리지온(주)CC0174034  ); 안단   (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터UU0000452  ); 이진구   (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터UU0000452  );
  • 초록

    본 논문에서는 바이어스에 따른 임피던스 특성을 설명하기 위해 Cold PHEMT 등가회로를 제안하였으며, 이를 이용하여 간단하고 정확하게 기생저항을 추출하는 방법을 제안하였다 제안된 방법은 주파수에 따른 임피던스 특성과 바이어스에 따른 임피던스 특성을 고려했으며, 쇼트키 배리어와 채널 캐패시턴스에 의한 리액턴스 성분의 영향이 최소가 되는 바이어스 점을 선택하여 추출하였다. 순방향 바이어스를 증가시켜 인가할 경우, 높은 주파수에서 수렴하는 임피던스 값이 증가하게 되어 실제 값보다 큰 값이 추출될 수 있으며, 역 바이어스를 증가시켜 인가할 경우에도 높은 주파수에서 수렴하는 임피던스 값이 낮아지지 않고 증가하는 경향을 갖기 때문에 실제 값보다 큰 값이 추출되게 된다. 따라서 이러한 영향이 최소화 될 수 있는 조건에서 추출되어야 한다. 또한 제안된 방법의 검증을 위하여 기존의 방법과 본 논문에서 제안한 방법을 비교하였다 기존의 방법과 본 논문에서 제안한 방법의 비교를 위해 각각의 방법으로 추출된 기생저항을 이용하여 소신호 모델링을 수행한 후에 측정된 S-파라메타와 비교하였으며, 그 결과 본 논문에서 제안한 방법이 기존의 방법에 비해 측정 결과와 잘 일치하였다.


    In this paper, a Cold PHEMT equivalent circuit was proposed, and it is applied to extract extrinsic resistances. By using the proposed Cold PHEMT equivalent circuit, the variation of impedance with frequency and bias were mainly emphasized. Especially, the convergence of impedance with frequency and the change in impedance with bias were carefully analyzed, which may be used for fast extraction of extrinsic resistances. The proposed extraction method demonstrated improving of small signal model accuracy than conventional extraction method.


  • 주제어

    PHEMT .   ColdFET .   Small signal model .   Extrinsic parameter.  

  • 참고문헌 (7)

    1. Woo Suk Sul, Dong Hoon Shin, and Jin Koo Rhee, 'Sub 0.1 ${\mu}m$ Asymmetric Gamma-Gate PHEMT Process Using Electron Beam Lithography,' in proceedings of Materials Research Society 2002 Spring Meeting, San Francisco, CA, Apr. 2002, p. 169 
    2. Hae-Sung Kim, Byeong-Ok Lim, Sung-Chan Kim, Seong-Dae Lee, Dong-Hoon Shin and Jin-Koo Rhee, 'Study of the fabrication of PHEMTs for a 0.1 ${mu}$m scale r-gate using electron beam lithography: structure, fabrication, and characteristics,' Microelectronic Engineering, vol. 63, pp. 417-431, 2002 
    3. R. Anholt, and S. Swirhun, 'Equivalent Circuit Parameter Extraction for Cold GaAs MESFETs,' IEEE Trans. Microwave Theory & Tech, vol. 39, no. 7, pp. 1243-1247, July 1991 
    4. J. A. Reynoso-Hernandez, F. E. Han gel-Patine, and J. Perdomo, 'Full RF Characterization for Extracting the Small-Signal Equivalent Circuit in Microwave FETs,' IEEE Trans. Microwave Theory & Tech., vol. 44, no. 12, pp. 2625-2633, Dec. 1996 
    5. M. Y. Jean, B. G. Kim, Y. J. Jean, and Y. H. Jeong, 'A Technique for Extracting Small-Signal Equivalent-Circuit Elements of HEMTs,' IEICE Trans. Electron, vol. E82-C, no. 11, pp. 1968-1976, Nov. 1999 
    6. W. R. Curtice, and R. L. Camisa, 'Self-consistent GaAs FET Models for Amplifier Design and Device Diagnostics,' IEEE Trans. Microwave Theory & Tech., vol. 32, pp. 1573-1578, Dec. 1984 
    7. G. Dambrine, A. Cappy, F. Heliodore, and E. Playez, 'A New Method for Determining the FET Small-Signal Equivalent Circuit,' IEEE Trans. Microwave Theory & Tech, vol. 36, no. 7, pp. 1151-1159, July 1988 

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  • 안단 (18)

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  • Rhee, Jin-Koo (75)

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