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Emitter Degeneration을 이용한 X-band SiGe HBT 이중 평형형 상향 주파수 혼합기의 선형성 향상에 관한 연구
A Study on a Linearity Improvement in X-band SiGe HBT Double-Balanced Frequency Up-converters Using an Emitter Degeneration

채규성   (경희대학교 일반대학원 전파공학과UU0001575  ); 김창우   (경희대학교 전자정보대학UU0001575  );
  • 초록

    Emitter degeneration에 의한 band SiGe HBT 이중 평형형 상향 주파수 혼합기의 선형성 개선 효과를 비교하였다. 시뮬레이션을 통해 출력 전력과 변환 이득을 동시에 고려하여 degeneration 저항값을 최적화 시켰으며 이를 $0.35{\mu}m$ Si-BiCMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 제작 및 측정 결과, -5 dBm의 8.0 GHz LO 신호 및 100 MHz의 IF 신호 입력 시, degeneration 저항이 없는 상향 주파수 혼합기는 15.5 dB의 선형 변환 이득과 -13 dBm의 RF 출력 전력 및 3.7 dBm의 $OIP_3$ 를 나타내었고, degeneration 저항을 사용한 상향 주파수 혼합기는 9 dB의 선형 변환 이득과 -10 dBm의 RF 출력 전력 및 8.7 dBm의 $OIP_3$ 를 각각 나타내었다.


    Effects of the emitter degeneration on linearity have been investigated in SiGe HBT double-balanced up-converters with the Gilbert-cell structure. The emitter-coupled degeneration resistors have been optimized for high P1-dB and IP3 through the nonlinear harmonic-balance simulation. Two types of up-converter MMICs fabricated in $0.35{\mu}m$ Si-BiCMOS process were measured to verify the simulation results. The up-converter without the degeneration resistors produces a P1-dB of -13 dBm with an OIP3 of 3.7 dBm, while the up-converter with the degeneration resistors produces a P1-dB of -10 dBm with an OIP3 of 8.7 dBm.


  • 주제어

    Degeneration .   X-band .   HBT .   Double-balanced .   Up-converter.  

  • 참고문헌 (8)

    1. B. Gilbert, "The micromixer: A highly linear variant of the Gilbert Mixer using a bisymmetric class-AB input stage," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 32, no. 9, Sept. 1997 
    2. Keng Leong Fong et al, "High-Frequency Nonlinearity Analysis of Common-Emitter and Differential-Pair Transconductance Stage," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 33, no. 4, pp. 548-555, April 1998 
    3. M. Chongcheawchamnan and I.D. Robertson, "Linearised microwave mixer using simplified feedforward technique," Electronics Letters, vol 35, no. 9, pp. 724-725, April 1999 
    4. Stephen A. Mass, "Microwave mixer" Artech House, 1993 
    5. Keng Leong Fong et al, "Monolithic RF Active Mixer Design," IEEE Trans. on Circuits and Systems-II : Analog and Digital Signal Processing, vol 46, no. 3, pp. 231-239, March 1999 
    6. John Rogers and Calvin Plett, "Radio Frequency Integrated Circuit Design," ARTECH HOUSE, 2003 
    7. B. A. Xavier, "A shunt feedback technique for improving the dynamic range of a balanced mixer," technical report, Pacific Communication Science, Inc 
    8. Kiran Nimmagadda "A 1.9 GHz double balanced subharmonic mixer for direct conversion receivers", IEEE, Radio frequency integrated circuits symposium, pp. 253-256, 2001 

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