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저자정보
박건우 (고려대학교) 이승종 (고려대학교) 한인수 (고려대학교) 전상근 (고려대학교)
저널정보
한국과학기술원 정보전자연구소 IDEC Journal of Integrated Circuits and Systems IDEC Journal of Integrated Circuits and Systems Vol.7 No.4
발행연도
2021.10
수록면
7 - 11 (5page)
DOI
10.23075/jicas.2021.7.4.002

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This paper presents a fully integrated terahertz receiver chain for phased-array with a wide IF bandwidth designed using a 250-nm InP double heterojunction bipolar transistor (DHBT) technology. The phased-array receiver chain consists of a variable-gain low-noise amplifier (VG-LNA), phase shifter, down-conversion mixer, and injection locking local oscillator (ILO). Each circuit block is designed to be broadband to achieve a wide receiver chain bandwidth. The VG-LNA adopts cascaded amplifying stages with a current steering technique to control the gain. While the control voltage (Vcon) varies from 2 to 3.6 V, the gain varies from 15.6 to 0 dB at 300 GHz. The noise figure is no higher than 15 dB at all Vcon conditions. The phase shifter uses a current combining structure based on Gilbert cells. The peak conversion gain is -10 dB at 303 GHz and the 3 dB bandwidth is 52 GHz extending from 270 to 322 GHz. The LO employs an injection locking technique. The locking range is from 260 to 328 GHz (22.7%) when a 10-dBm signal is injected. The maximum output power is 0.5 dBm at 300 GHz. The Gilbert-cell-based down-conversion mixer shows a 72-GHz bandwidth extending from 252 GHz to 324 GHz. The proposed fully integrated phased-array receiver chain shows a wide bandwidth characteristic. When the control voltage is set to 2.0 V, the peak conversion gain is 12.3 dB and the 3-dB bandwidth reaches 45 GHz from 270 GHz to 315 GHz.
#Injection locking local oscillator #Mixer #Phased array #Phase shifter #Variable gain low-noise amplifier.

목차

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C. Kulesa / 2011 / Terahertz spectroscopy for astronomy : From comets to cosmology / IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol 1(1):232~240 google schola S. Kim / 2015 / 300 GHz integrated heterodyne receiver and transmitter with on-chip fundamental local oscillator and mixers / IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol 5(1):92~101 google schola M. H. Eissa / 2018 / Wideband 240-GHz transmitter and receiver in BiCMOS technology with 25-Gbit/s data rate / IEEE J. Solid-State Circuits 53(9):2532~2542 google schola H. Hamada / 2020 / 300-GHz-band 120-Gb/s Wireless front-end based on InP-HEMT PAs and mixers / IEEE J. Solid-State Circuits 55(9):2316~2335 google schola

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